考虑全功率换流器低电压穿越的潮流解存在性分析

针对低电压穿越期间含全功率换流器系统可能失去潮流解的问题，分析了故障期间电网等值参数和潮流特性的变化规律，考虑换流器的控制特性，采用数值计算定性分析了不同系统变量对潮流解存在性的影响规律。基于电网等值参数变化规律和潮流雅克比矩阵行列式实时计算的方法，提出了仅需非故障电网等值参数和并网点实测电压的有功电流限幅自律控制方法。仿真结果表明，所提方法能够保证故障低电压穿越期间潮流解的存在，有利于电力系统的安全稳定运行。     

采用储能电源辅助的暂态稳定紧急控制方法

为减少切机量并使暂态稳定紧急情况得到有效控制,提出采取切机措施同时联合储能电源进行暂态紧急控制的策略。推导了含储能电源的系统三阶等值模型,基于反步法计算中间控制变量的控制律,并进一步设计储能电源装置的暂态稳定非线性鲁棒控制器。在扩展等面积法(EEAC)的基础上提出一种参考切机量的简化计算方法。提出通过切机组合优化算法选择最优切机组合并在切除机组的同时投入储能电源。基于含储能两区域系统近似等效模型分析储能有效控制时段并给出了退出时间的计算方法。利用PSASP 7.0用户自定义(UD)模型搭建储能电源及控制器模型并接入WEPRI 36节点系统中进行控制器及控制策略有效性的验证。仿真结果显示所设计的控制器能够有效提高系统暂态稳定性,所提出的策略和储能电源切除时间计算方法能够达到减少紧急控制切机量和储能充放电次数的目的。     

一种新颖的电力系统实时紧急控制方案

总结了基于策略表形式的电力紧急控制系统的研究和发展现状,提出一种实时决策、实时控制的电力系统紧急控制方案。该方案实时采集故障前、故障期间及故障清除后短时间内系统的功角、有功功率等信息,利用这些信息通过最优参数选取算法将原系统在线动态等值为简单系统,并在等值系统上进行暂态稳定预测和分析,进而搜索最优控制策略。仿真结果验证了该方案的实时性、准确性和可靠性。     

基于桨距控制的电力系统频率响应特性

风电一次调频辅助控制技术是解决高风电渗透率引起电力系统频率特性恶化的有效手段。基于桨距控制的一次调频辅助控制是实现风电机组高于额定风速时的一次调频方法,传统的SFR(System Frequency Response)模型已不能适应含该控制技术的系统频率特性分析计算需求。对此采用传递函数模型定量表征风电场一次调频响应,结合再热式火电机组和水电机组的原动机—调速器模型,并针对含多个风电场/火电机组/水电机组的电力系统,基于加权等值法对各类型机组模型聚合,最终提出了含风电场桨距控制一次调频响应及水电/火电等值机组机电暂态行为的改进SFR解析计算等值模型。仿真结果表明,改进SFR模型能更真实地描述含风电桨距控制一次调频响应作用的电力系统频率特性,为客观评估高风电渗透率下的电力系统频率稳定运行状态提供了理论基础。     

基于支持向量机的电力系统紧急控制实时决策方法

电力系统紧急控制是故障消除后保持系统稳定性、防止事故扩大的重要手段。相比于目前电网普遍使用的离线决策,实时紧急控制决策能够提供更准确有效的控制措施。但实时决策对计算速度的要求极高,传统方法无法胜任。基于支持向量机技术,该文研究了电力系统紧急控制实时决策方法,关键在于利用支持向量机从大量的仿真数据中挖掘系统稳定规则,并用于构造可以实时求取的稳定性约束,由此将大量的仿真搜索从实时阶段转移到离线阶段。该文首先建立紧急控制决策的优化模型;然后利用灵敏度方法将模型中的稳定性约束线性化;接着通过改造支持向量机的分类表达式将其用于拟合,提出能够实时求取的稳定裕度指标,实现灵敏度求解;最后在IEEE39节点系统中进行算例仿真,仿真结果显示:所提出的稳定性指标能够准确反映系统的稳定裕度,同时针对不同的失稳状况该文提出的决策方法能有效恢复系统稳定性。     

计及发电机凸极效应的暂态稳定性实时预测与控制量计算

本文给出利用发电厂本地的电气量及开关量构成发电厂与电力系统之间的暂态稳定紧急控制装置的实时与超实时相结合的算法，算法计及发电机的凸极效应、超实时算法在故障中预测网络的操作，快速预测暂态不稳定性并计算维持暂态稳定所需切机的台数，能在故障后４０ｍｓ内起动切机控制。实时计算跟踪故障的发展和网络的操作，在故障的极限清除时刻计算切机量并起动控制。数值试验表明，该算法对暂态不稳定的预测快速、准确、控制量计算正确且投入切机控制后有效。     

一种基于在线等值的电力系统暂态稳定预测方法

提出了一种基于在线等值的电力系统暂态稳定预测方法,它通过PMU和光纤通讯技术实时采集和传输电力系统中的状态量和电气量,利用故障后实测的功角轨迹采用最优参数选取算法将电网实时等值为简单系统,由此预测电网的未来行为.并在IEEE-39系统上对该法进行了仿真验证,且与典型的自回归预测算法进行了比较,结果表明该方法具有很好的实时性、准确性和可靠性,以及所需的信息量少,易于实施,适应能力强的优点.     

基于暂态能量的电力系统切机控制措施

为了实现更准确有效的电力系统紧急控制,提出了一种考虑惯性时间常数变化的切机量计算方法,并在加速机群进行分配。该方法基于系统等值二机系统的暂态过程能量进行求解,所需数据均可通过广域测量得到,不需要依赖电力系统的具体模型和参数,可以实现对电力系统的实时控制,计算量小,方便灵活。同时考虑了在切机过程中系统的惯性时间常数的变化,使得切机控制更加准确。通过对新英格兰10机39节点算例的仿真分析,验证了该控制方案的有效性。     

基于静态等值的在线实时电压稳定性分析

在综合分析电压稳定及等值方法的基础上，结合电力系统自身的特点和要求，基于电压稳定的基本概念提出了一种静态等值的新方法，利用这种方法可以迅速作出Ｑ－Ｖ，Ｐ－Ｖ或Ｐ－Ｑ曲线，适合于在线实时分析电压的稳定性，并通过数字仿真证明了该方法的有效性。     

能量函数方法在大电网追加紧急控制中的应用

针对离线制定的安全稳定控制策略可能出现方式失配的情况,提出一种基于能量函数的在线追加紧急控制策略。该策略依赖于描述系统不稳定情况的能量函数指标,基于SCADA/EMS和PMU实时数据,将能量函数方法和轨迹预测方法相结合,实现大电网的紧急追加控制。并给出系统发生故障时的追加控制操作方法和紧急控制中切机控制的决策实施具体方案,为电力系统安全稳定运行提供一种可行的思路和方法。     

电力应急指挥过程中智能控制系统的建设

为了满足电力公司在应急指挥的实战及演练中多、快、准的需要,通过对电力应急指挥中心的智能化系统的建设,实现了控制系统与应用系统联动应用。智能控制系统以面向应用的设计为基础, 将高仿真三维技术、计算机技术、网络技术三者融合,达到控制系统智能化的综合应用。智能控制系统的应用使指挥中心内的任何人都能够快速、无障碍地进行会场综合、快捷、准确控制,提高了应急指挥中心的智能化水平。     

面向直流受端新型电力系统暂态电压稳定的紧急控制策略

在直流受端新型电力系统中,新能源电源及直流的接入导致同步机开机减少,动态无功功率相对紧张,暂态电压失稳风险显著增大。为高效快速获取紧急控制策略,即直流电流控制方案,并使其适应不同的电网运行方式和故障场景,尤其是电网拓扑结构的变化,基于图卷积神经网络（GCN）对常规深度强化学习模型深度确定性决策梯度（DDPG）的网络结构进行改造,构建了GCN-DDPG融合模型。在此基础上,引入双评价网络机制和评价网络与动作网络非同步更新策略以提升算法效果。进一步地,在应用方面,基于GCN-DDPG融合模型构建紧急控制模型并将其下达至安控主站,安控主站将依据电网实际运行方式和故障等信息,对紧急控制策略进行在线量化计算,并发送至直流控保系统执行。最后,通过改造的IEEE 14节点系统验证所提方法的有效性和优越性。     

暂态功角弱稳定模式辨识及其协调紧急控制策略

针对电网发展过程中可能出现的复杂暂态功角失稳现象,提出了用于系统安全稳定分析和控制的暂态功角弱稳定模式的概念及其辨识方法,解析了紧急控制导致弱稳定模式演化为主导失稳模式的机理及其近似必要条件。在理论分析的基础上,提出了基于系统暂态稳定约束转化的紧急控制数学模型,进而设计了基于动态灵敏度指标的启发式协调紧急控制策略计算方法,提升了紧急控制算法对于处理复杂暂态失稳情况的适应性,实现了统筹系统暂态功角多个弱稳定模式的自动协调控制。基于实际电网的算例验证了所提紧急控制负效应机理及策略搜索算法的有效性。     

基于轨迹灵敏度的交直流受端系统暂态电压两阶段控制

针对交直流受端系统暂态电压调控能力不足的现状,提出一种基于轨迹灵敏度的交直流受端系统暂态电压两阶段控制方法。构建以最优无功补偿容量和紧急控制成本最小为目标函数的两阶段暂态电压控制模型。借助摄动法求取暂态电压稳定裕度对控制量的轨迹灵敏度,将非线性暂态电压控制模型转化为二次规划模型来提高暂态电压控制效率。为避免故障期间交直流受端系统暂态电压的大幅跌落,实施静止同步补偿器和新一代调相机协同的预防控制,充分发挥无功补偿装置在暂态电压不同跌落程度下的动态无功支撑优势。针对实施暂态电压预防控制后恢复阶段的低电压延时恢复问题,实施包含基于电压源换流器的高压直流和传统调压措施的紧急控制来加快暂态电压恢复速度。修改后的IEEE 39节点系统和实际系统算例结果验证了所提暂态电压控制方法的准确性和有效性。     

针对暂态电压稳定问题的自动电压控制系统与切负荷协调控制策略

建立了暂态电压稳定分析的微分代数方程组,并提出了应对暂态电压稳定问题的自动电压控制(automatic voltage control,AVC)体系下二级电压紧急控制与切负荷协调控制策略。该协调控制策略把低压切负荷作为与AVC体系下二级电压紧急控制并行的一种控制手段,在这种协调控制的过程中优先考虑采用二级电压紧急控制,当计算发现仅依靠二级电压紧急控制不能使系统保持暂态电压稳定的时候再采用切负荷控制。在PSAT仿真环境下建立了含AVC体系下二级电压紧急控制和切负荷控制的电力系统暂态电压稳定仿真模型,对广东电网748节点系统进行仿真,验证了所提出的控制策略和模型的正确性和有效性。     

基于受控微分—代数系统灵敏度分析的紧急控制

基于时域仿真得到的系统受扰轨迹给出了暂稳紧急控制的非线性规划模型，该模型采用一种启发式的功角积分型指标构成稳定约束。通过引入受控非线性微分-代数系统灵敏度分析求出所定义的功角积分型指标对控制变量的梯度后，给出了所建立的暂稳紧急控制非线性规划模型的2种求解方法：近似规划算法和拟贪婪算法。所提出的暂稳紧急控制模型与时域仿真具有同等的模型适应性。对多机系统切机／切负荷暂稳紧急控制的数值仿真表明，该方法是有效的。     

基于WAMS的电力系统暂态紧急控制启动方案

提出了基于广域测量系统(wide area measurement system,WAMS)的暂态不稳定性预测与紧急控制系统的实现框架结构、控制主/子站的软件流程和基本功能,给出了WAMS用于构建全局协调的电力系统暂态紧急控制系统时应具备的基本条件。为克服以往分散式控制难以适应运行方式变化的缺陷,设计了基于轨迹几何特征判据的控制主站与控制子站互相协调的紧急控制措施启动方案。IEEE-145节点测试系统仿真结果初步验证了该方案能够有效地启动紧急控制,阻止系统失稳,其实现了快速性和可靠性的良好折衷。     

紧急功率支援下自适应重合闸附加稳定控制策略

能源分布和负荷需求逆向分布特征促成了我国形成多个大规模电力电能外送系统,在非预期大扰动下会出现系统首摆失稳且自适应重合闸仍难以改善系统稳定性的局面。基于此,提出了一种紧急功率支援下自适应重合闸附加稳定控制策略。首先分析了系统首摆失稳的场景以及失稳条件,并提出了基于功角超实时预测的首摆稳定性预判方法,论证了长时间要求的预测最优阶数。然后结合直流通道提供紧急功率支援能够消纳系统不平衡能量,提出基于超前预控的自适应重合闸附加稳定控制策略。结合失稳判断,分析预判控制时序。基于紧急功率支援协同最佳重合闸时间最大程度上减小了系统功角摇摆,解决了瞬时性故障首摆失稳时重合闸方案的缺失问题。最后,基于PSCAD/EMTDC建立大规模电力外送模型,仿真验证了所提自适应重合闸附加稳定控制策略的有效性。     

基于Hamiltonian理论的受控电力系统暂态稳定分析方法

从电力系统暂态能量函数出发，应用哈密顿系统理论首次提出新的李亚普诺夫函数。用该函数分析了具有切机切负荷稳定控制的简单电力系统的暂态稳定性。对单机无穷大系统的测试仿真结果表明：按该稳定性条件的切机控制能有效改善故障后系统的功角稳定性。最后指出了该研究的应用前景。     

直流紧急功率支援用于第三道防线的研究

直流系统参与安全稳定控制的研究与应用仍局限于属于第一道防线的预防控制和属于第二道防线的紧急控制,挖掘应用直流系统的运行特性和调控能力是提高交直流电网安全稳定水平的重要技术途径。提出将直流系统具有的紧急功率支援能力作为第三道防线候选控制手段的理念,与常用的低频减载/高频切机等措施协调配合,防止系统崩溃;在监测到电网发生频率低/高异常变化时启动利用直流紧急功率支援功能,从而减少切负荷/机组的控制量。从整定计算和控制装置两个方面,阐述实现直流紧急功率支援参与第三道防线中频率异常控制的初步方案。用实际电网的数据仿真分析直流紧急功率支援参与第三道防线取得的有益效果。联系第三道防线发挥作用的时机特点和直流系统运行控制特性,讨论将直流紧急功率支援作为第三道防线措施应注意的问题,对于构筑技术手段更为丰富的电网安全稳定第三道防线,具有重要参考价值。