扩展等面积法直接暂稳计算误差的分析

本文深入地分析了扩展等面积法(EEAC)直接暂稳分析的二类主要误差:单机无穷大系统等值引起的模型误差和低阶大步长的台劳展开计算等值转子角轨迹引起的截断误差。文中还分析了各类误差在不同故障位置、不同故障类型及不同故障阶段等各场合下的误差机理及其对暂稳分析精度的影响。从而揭示了EEAC法存在的不足和局限,并希望国内同行共同努力,使这一方法更加完善。     

基于不对称导纳阵的在线动态外网等值算法

为提高在线外网等值的计算精度,针对EPRIE′动态等值算法的不足,提出了一种新的等值方法。外网系统仅使用自身的信息,将外网等值为少量等值发电机和一个极小的不对称网络。内网得到外网等值参数后,可以自行进行暂稳仿真计算。计算结果表明:这种方法精度优于EPRIE′法,内网功角曲线和CCT与标准曲线差别很小,可以应用于理论分析和工程实践;随着外网等值发电机的增多,内网仿真结果越来越接近于标准结果;存在一个最优外网等值机数量,使得等值机数量较少且仿真结果的误差较小。     

一种适用于电磁暂态仿真的等值简约方法

提出了一种基于物理等效的适用于电力系统电磁暂态分析的电力系统动态等值方法，该方法根据等值后发电机对主干网架的支撑强度保持不变的原理对系统进行动态等值。利用该方法对江苏电网进行了动态等值简化，通过对原型系统和等值系统的动态仿真分析比较，表明简约等值系统很好地保持了原有系统的本质特性。另外，本文从理论上证明了只要已知用于潮流计算的输电线路参数，则不管线路的真实长度如何，就能直接导出用于电磁暂态仿真的Bergeron模型。     

蚁群算法在发电机动态参数聚合中的应用

在大规模电力系统中,暂稳仿真的计算量越来越大。电磁暂态仿真则需要对系统进行等值简化,以满足电磁暂态尤其是实时仿真的需要。针对同调机群参数聚合,提出了一种基于连续空间寻优改进蚁群算法的参数聚合方法,该方法可以获得等值机及其调节系统的详细模型。为此,对IEEE 10机39 母线系统进行了等值计算。仿真结果表明,与频域拟合相比,所提出的算法能保证发电机摇摆曲线与等值前基本一致,较好地保持被等值部分对原系统的动态影响,有效提高了等值的动态精度。     

计及不对称故障和重合闸操作的EEAC法直接暂态稳定分析

本文将EEAC法推广到计及不对称故障和重合闸操作的暂稳分析中。为修正计算转子角轨迹所引起的高阶截断误差，本文提出了多步Taylor展开计算的改进算法，该算法避免了计算现有EEAC法中的修正因子，适用于任意故障过程，并可提高EEAC暂稳分析的精度及可靠性。两个实际系统的仿真计算结果表明本文改进和推广的EEAC法具有良好的精度和实用前景。     

基于改进K-均值聚类的电动机群聚合

提出了一种新的电动机聚合方法。首先对电动机动态模型进行轨迹灵敏度分析,然后以灵敏度均值作为改进K-均值聚类算法的特征权值进行电动机分群计算,最后结合加权平均法和空转-堵转法计算等值电动机的参数。算例对Anderson 3机9节点系统进行了仿真计算,选取其中6个参数差异较大的电动机群作为研究对象,对其进行了动态等值,分析比较了本文方法与传统方法得到的等值电动机在不同故障切除时间下的系统稳定性。结果表明本文方法得到的等值电动机能够更好地反映原始电动机群的动态特性。     

一种新颖快速的直流系统仿真模型

应用布尔代数的理论方法，建立了适合于交流系统发生不对称故障时的直流系统仿真模型。该模型根据三相换相电压及相应的换流桥的阀状态，推导了直接计算阀电压，阀电流等电量的计算公式，从而得到整个换流桥的等值电路，提高了仿真计算速度。该模型适合与交流系统的暂态稳定程序进行接口，进行ＡＣ／ＤＣ系统的暂稳计算，通过实例计算，结果令人满意。     

基于戴维南等值模型的静稳极限在线监视

基于实时测量信息的戴维南等值方法,为多机系统输电通道静稳极限在线监视提供了新的研究思路。本文结合电力系统实际运行状态的特点,通过分析戴维南等值方法的适用条件,提出一种内电势相角可变的戴维南等值模型,并使用具有可变遗忘因子的改进递推最小二乘法在线辨识戴维南等值参数,从而将多机系统等值成双机系统;利用等值后的双机系统快速求取输电通道的静稳极限;借助输电通道静稳极限的求取思路,文中也给出了在线监视多机系统静态稳定水平分布的方法。对IEEE39节点系统进行仿真,仿真结果表明本文计算方法能够较好地辨识戴维南等值参数,可有效估计输电通道的静态稳定性。     

3区域互联电力系统动态等值的辨识方法

对大型电力系统采用动态等值可以显著降低计算量，并能突出主要特征。动态等值的同调等值法和模式等值法大都用于离线分析，在线动态安全分析常需要对外部系统作在线的动态等值，这时需要采用辨识等值方法：先确定系统等值模型，模型参数通过辨识获得。现代电力系统中越来越多的区域形成互联，对多区域互联电力系统的动态等值研究变得尤为重要，但以往的文献都是针对2区域系统。文中给出了3区域互联电力系统的动态等值模型，分析了模型的可辨识性，从理论上证明了：充分利用扰动前、后的稳态条件和动态过程，等值模型中所有参数均是可以辨识的。在可辨 识性分析的基础上，运用进化策略法进行模型的参数辨识，最后通过系统仿真加以验证，算例结果表明了等值模型的有效性和其参数辨识的可行性。     

BPA与PSS/E的暂稳态模型比较和数据转换

为实现将BPA数据格式转化为PSS/E数据格式,在对BPA和PSS/E两种仿真软件暂稳态数学模型分析比较的基础上,编写相应的数据转换接口程序.分别用3机9节点算例和某交直流互联系统的等值系统进行仿真计算,以测试数据转换的正确性.同时对用两个软件计算得出的交流系统和交直流互联系统的潮流计算结果以及纯交流系统的暂态稳定计算结果进行比较,显示两个软件的计算结果比较接近,并对产生差异的原因进行了解释.     

Impact of Postfault Active Power Recovery of Photovoltaic Power Generation on Transient Stability

Currently, Japanese grid codes require photovoltaic (PV) power generation systems to continue supplying power to the grid as soon as possible even if the systems temporarily stop their operation. Although the fault ride‐through capability was originally proposed for preventing a cascading frequency drop in the power system, the capability has the impact on other instability phenomena such as transient stability. In this study, we focus on the postfault active power recovery of the PV systems. The impact of the recovery speed on the transient stability is investigated under different load conditions, in particular static/dynamic load condition. Numerical examples are carried out for the one‐machine one‐load infinite‐bus system, and the effects of the recovery speed are evaluated by equal area criterion and critical clearing time. As a result, we have found both desirable and undesirable effects on the transient stability depending on the load condition.     

基于Modelica语言的电力系统建模与仿真

介绍了一种利用Dymola软件进行电力系统建模的新方法。运用该方法对电力系统中各元件分别进行了模块化设计和建模,在对电力系统进行仿真时,只需将对应的元件模块按电气结线图的方式连接即可形成电力系统动态模型。通过2个测试系统,验证了用Dymola搭建的电力系统模型的可靠性,并利用该模型对测试系统进行了动态仿真和稳定性分析。     

基于临界惯量和预想故障的含风电电力系统暂态功角稳定在线预警

大规模风电接入使得电力系统惯量水平降低,暂态功角失稳风险加剧,开展含风电电力系统故障前的暂态功角稳定在线预警对保障其安全稳定至关重要。提出了基于临界惯量和预想故障的含风电电力系统暂态功角稳定在线预警方法。首先,通过理论分析得到风电场在故障清除后短时间的功率恢复过程不能忽略的推论,并建立等效外特性模型,进而基于扩展等面积定则构建了计及风电场多阶段外特性的暂稳数学模型。其次,定义了含风电系统暂态功角稳定的临界等效惯量,并通过匀加速分段等效提出了实用化的求解方法,进一步提出了暂态临界惯量指数,实现稳定裕度量化分析并给出风险等级。最后,以含风电接入的四机两区域系统和IEEE39节点系统为例,仿真验证了所提方法的有效性和适用性。     

Modeling and simulation on long-term dynamics of interconnected power system using area COI concept

In order to study long-term frequency and voltage dynamics of interconnected power systems under cascading events, the paper has developed a proper mathematical model and simulation algorithm for it with network structure preserved. Similar to the traditional dynamic power flow, the proposed model assumes that the system has survived in the transient stability and has enough damping torque. Therefore, the relative swings among generator rotors in one area will be neglected in long-term dynamics; and each control area is assumed to have a uniform frequency, represented by its area center of inertia (COI). Fast decoupled method has been extended to solve the structure-preserved multi-area network equations. Computer test results from a modified IEEE30-bus power system demonstrate the validity and effectiveness of the proposed model and algorithm. The work establishes a simulation platform for future study on long-term frequency and voltage stability control strategy and coordination of interconnected power systems.     

基于时域仿真的暂态稳定裕度研究现状分析

随着电力系统的跨区域互联和电力市场的发展,电力系统的动态安全问题倍受关注。暂态稳定裕度作为建立高度稳定和高效率电力系统运行保障体系的重要组成部分,对基于时域仿真的暂态稳定裕度研究的应用情况进行综述,总结了这方面的研究模型、计算方法和研究成果,并对该方面的研究进行思考,提出了一些建议。     

广域动态信息条件下电网安全紧急控制的研究

在分析多次国际大停电事故原因的基础上,指出切除故障元件的主保护系统并不需要广域信息：而使用广域动态信息协调保障全网安全运行的自动装置和稳定性控制系统的动作。其控制的正确性和有效性将会得到提高。提出了在系统动态过程中网络操作切换对电力系统安全稳定性影响的一般模型．并以重合闸操作序列为例,给出了利用广域动态信息保障网络结构强壮性及系统稳定性的最佳操作序列和最佳操作时间的捕捉方法。提出了一种不再依赖于数值计算而是根据实测的广域发电机轨迹信息预测系统暂态不稳定的原理和算法。在广域动态信息条件下,使互联电网的安全稳定紧急控制系统的快速、有效控制的实际应用成为可能。     

考虑暂态稳定紧急控制的扩展等面积法

本文提出了考虑暂稳紧急控制的扩展等面积法(EEAC)的改进算法,涉及的紧急控制措施包括:快关汽门、电气制动和切机。本文的方法能够有效地处理在紧急控制作用下的故障电力系统的第一摆和第二摆暂稳分析问题,可以应用于在线或离线的快速暂稳分析和紧急控制快速估算、设计整定和校核。两个实际系统模型的仿真计算验证了本文算法的正确性及良好的精度。     

基于稳定域边界二阶逼近的暂态电压稳定分析

电力系统中暂态电压失稳事故时有发生从而引起电力界广泛关注。目前的暂态电压稳定分析方法尚存在不足之处。本文基于非线性动力学的半张量积方法研究电力系统暂态电压稳定问题,以期在电力系统发生大扰动后快速判断故障后系统的电压稳定性,从而有利于及时采取控制措施避免系统崩溃。论文首先建立了暂态电压稳定分析的系统综合模型,主要包括对暂态电压失稳至关重要的发电机、励磁、感应电动机和输电网四个子系统。在此基础上,提出了基于稳定域边界二阶逼近的暂态电压稳定判据;在一个简单系统进行的实例分析表明所提出的暂态电压失稳判据具有速度快、准确度高及易于计算机实现的特点,具有较高的工程实用性,可望有效判断故障后系统的暂态电压稳定性。     

阻尼联络线低频振荡的SVC自适应模糊控制器研究

从暂态能量的角度对区域模式振荡的过程进行分析，提出以降低区域间振荡能量为控制目标的阻尼控制策略，设计出附加在SVC上的自适应模糊控制器，以提高互联系统的动态稳定性水平。该控制方案不需预知系统具体参数，通过对系统运行状态和控制效果进行评判，依据模糊规则自适应地对控制参数进行调节，实现对区域模式振荡的有效抑制。数字仿真表明，该控制器能有效地提高互联系统的动态稳定性水平，对不同的系统运行方式和振荡模式具有较强的鲁棒性。     

电力系统灾变防治研究中的一些问题

分析了电力系统灾变防治研究中有的待解决的一些问题,如稳定现象的机理,没性故障发生的原因及其控制策略,电力系统灾变防治的系统化研究方法,直流输电系统对交流输电系统的紧急支援、电力系统的动态安全监视和实时信息利用,基于局部信息的暂态稳定控制以及系统重要部件控制系统的可靠性和容错控制研究等,并对上述问题提出了一些研究建议。