区域小水电机群动态等值建模方法研究

在对含小水电机群的电网进行分析时,若要研究小水电机群整体的动态特性,采用包含每台小水电机组模型的详细模型并不方便。实用的方法是先对小水电机群进行等值建模,再在等值模型的基础上进行各种分析。提出了一种区域小水电机群动态等值建模方法,该方法以同调等值为基础,对参数聚合、网络化简等环节加以改进,可以快速得到区域小水电机群的动态等值模型。基于该方法对IEEE 10机39节点系统和湖北恩施地区小水电机群进行动态等值建模,仿真结果证明了所提等值建模方法的有效性。在此基础上,通过进一步仿真分析了等值负荷对于动态特性的影响,为区域发电机群在线动态等值建模奠定了基础。     

在线识别同调机群的优化支持向量机算法

对大型电力系统采用动态等值可显著降低计算量,并能突出主要特征。同调等值法作为动态等值的一种,其核心是同调机群的自动识别。为此,提出将最小二乘支持向量机(least square support vector machine,LS-SVM)应用于同调机群的在线识别,通过离线学习建立表征发电机同调性的特征参数与发电机之间同调性指标的非线性映射关系,并对比2组不同输入特征找出更能表现发电机同调性的特征参数。为进一步提高最小二乘支持向量机的学习、预测能力,提出采用多层动态自适应优化算法对其参数进行优化。最后通过对中国电力科学研究院(EPRI)36节点系统的仿真计算,结果表明该方法具有准确、快速的优点,并且适用于系统不同运行方式,能有效解决同调机群的识别问题。     

电力系统动态等值参数聚合的实用方法

在大规模电力系统暂态稳定分析中，为减少数值仿真的计算量，可采取动态等值的方法对系统进行简化。电力系统动态等值包括相关机群动态识别、网络化简和相关机群参数聚合3部分。针对第三部分提出了一种基于加权法的相关机群详细模型参数聚合的方法，该方法可用于获得等值发电机组及其调节系统的详细模型参数和负荷等值异步电动机的详细模型参数。这种方法既达到了参数聚合的目的，又减少了计算时间。对IEEE10机39节点系统和简单配电系统进行仿真，并与频域法相比较，结果表明了该等值方法的有效性。     

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。     

用支路分割区域迭代法作同调机群协同识别

动态等值是提高复杂大型互联系统动态行为分析速度的一种有效方法。在电力市场条件下,区域子系统运行具有相对独立性,系统数据具有一定的不透明性。本文研究了与市场条件相适应的区域互联电力系统发电机同调识别问题,基于经典的时域仿真算法,提出了一种子系统同调机群分布式识别方法。在支路分割的系统分裂下,邻接区域子系统间通过交换少量边界母线信息,完成区域迭代,实现对子系统同调机群识别。通过10机39节点系统算例,验证了该方法的有效性。     

基于相似度同调的双馈风电场聚合研究

文章提出了一种基于相似度同调的双馈风电场聚合方法。首先利用Prony算法提取各风电场中双馈风机故障下功率响应曲线的动态特征,基于相似理论确定双馈风机间振荡模式中相似部分,应用相似振荡模式中的频率、阻尼、幅值等信息定义了双馈风机同调判别的相似度量化指标并确定同调机群。然后,根据双馈风机的外特性,提出功率聚合算法,即以双馈风机输出有功功率为权重求取等值机的暂态内电势并确定等值母线及等值机参数。该方法从同调机群识别、同调母线聚合、同调机群参数聚合等方面,系统地解决了不同双馈风电场的同调聚合问题。参数聚合方法不仅解决了聚类分群的复杂性和局限性,而且有效保留原系统中电气与结构特征。最后以实际云南电网中某地区风电场为例进行仿真验证。     

基于慢同调理论和希尔伯特-黄变换的发电机在线同调识别

提出一种在线同调机群识别方法。根据慢同调分群算法确定线性化系统的最优慢同调聚合分群数,根据分群矩阵的相关系数、振荡模式的参与因子,以及广域测量系统提供的功角信息,利用希尔伯特-黄变换提取发电机的振荡模式能量谱,实现扰动后的发电机群的同调识别。通过WSCC系统和新英格兰10机39节点系统的仿真实验验证所提方法的适用性和有效性,该方法能全面反映系统在受扰后的动态特性和系统的非线性时变特性。     

永磁直驱同步风电场多机动态等值模型

以提高仿真效率为目的,建立了一种适用于永磁直驱同步电机风电场的多机动态等值模型。该模型在同调等值法的基础上,选择能综合反映风电机组运行状态的变量矩阵作为分群指标,通过模糊聚类算法对指标矩阵进行处理,将具有相近运行点的风电机组划分到同一机群。并用一台风电机组并联一个电流源组成等值机组表征该机群,最后通过多个表征机群的等值机组的组合建立了风电场动态等值模型。在此基础上,利用电力系统电磁暂态ATP/EMTP软件平台进行实例仿真,仿真结果验证了该等值模型的有效性。     

电力系统外网动态等值方法研究

面向大型互联电网暂态稳定计算,提高外网动态等值的准确性,建立了一种基于轨迹灵敏度方法在常规EPRIE’等值边界注入修正功率的混合等值模型.分析过程中根据已知同调发电机群划分的外网进行EPRI E＇等值,以等值模型边界节点电压与原型系统实测值误差最小为控制目标,采用电压轨迹灵敏度方法求取边界功率补偿量,得到在EPRI E＇等值边界实时注入修正功率,实现等值与实测间的误差最小化.PSCAD/EMTDC仿真下,基于新英格兰测试系统建立了混合外网等值模型,并在内网节点设置三相短路故障,仿真结果表明,使用改进的EPRI E’混合等值模型,内网发电机功角与电压波动响应曲线精确度都有明显提高.     

电力系统同调动态等值的应用

对越来越大的电力系统进行仿真计算和稳定性分析已经很困难.动态等值技术能大大简化网络,带来计算上的方便.同调性是动态等值的理论依据,只有被等值系统同调时,原系统的动态特征才能被保全在等值系统中.可先进行仿真划分同调机群,然后适当进行人为调整.算例分析说明该方法行之有效,在保证计算精度的前提下,可以大大提高运算速度.     

基于相关发电机识别的动态等值法的算例仿真

对具有庞大规模的现代电力系统进行暂态稳定计算时,计算存储量大,计算时间长。因而采用基于相关发电机识别的动态等值法对电力系统进行化简以克服上述问题。该方法利用相关的充要条件对相关发电机进行判定,从而达到简化网络的目的。算例中等值网络的节点数目、支路数目、发电机数目和负荷数目大约只有原始网络的50%,用等值网络进行暂态稳定计算大约可以节省一半的计算时间,且计算结果的精确度完全满足工程的需要。     

Aggregation of exciter models for constructing power system dynamicequivalents

Constructing a dynamic equivalent for a power system involves several steps: the partition of the system into coherent areas, the coherent area aggregation, and the aggregation of the coherent generators and their control devices. In this paper we investigate the aggregation of exciter models. A trajectory sensitivity method is used to tune the aggregate exciter parameters of the reduced model. The optimal results are used to evaluate the aggregation from the DYNRED program and a weighted MVA method. A three-machine system with one coherent area satisfying the theoretical coherency conditions is used to investigate the impact of the variations of the individual generator, network, and exciter parameters on the aggregate exciter model parameters. The results are then applied to the exciter aggregation of a larger 48-machine system     

云广直流并联运行时南方电网系统模型简化的研究

云广±800kV直流输电工程的功能试验及动态性能试验、多直流相互影响研究等研究项目需要应用EMTDC和RTDS等仿真软件进行必要的仿真研究,从而提出了含有±800kV云广直流的南方电网系统模型的简化问题。由于南方电网规模巨大,必须在保持南方电网主要特征的前提下建立简化模型。通过分析云广特高压直流加入后南方电网的特性,划分同调机组,进行等值化简,并对等值系统参数进行了优化,最终建立了南方电网的等值模型。在短路容量、系统潮流、暂态稳定等方面的计算和比较表明,等值网络的特征和原始网络基本一致,可以用于EMTDC和RTDS仿真研究。     

适用于交直流系统电磁暂态仿真的三序网络动态等值方法及其在华东电网的应用

电磁暂态仿真能准确模拟交直流系统在不对称故障下的动态特性，为减小仿真计算量，提高仿真效率，需对大规模系统进行等值简化。提出了一种适用于交直流系统电磁暂态仿真的三序网络动态等值方法，该方法基于物理等效的动态等值技术，改进了低压网络标准等值结构，考虑了不对称短路故障时的负序和零序电流，采用了一种工程实用的等值发电机参数聚合和控制器模型选取方法，实现了等值前后主网各序网络阻抗相等，提高了等值系统在不对称故障下的仿真精度。该等值方法在网络简化过程中不会产生负电阻支路，同时避免了等值变压器负电阻和负电抗的出现，等值后的系统可直接用于电磁暂态仿真。最后开发了相应的等值软件，并将其应用于华东电网，等值结果验证了所提方法的有效性。     

Method for identifying coherent generators

A method for identifying coherent generators in a power system is presented. The method is based on the property of equal acceleration for coherent machines and requires only the admittance matrix of the system and the moment of inertia of the generators. An expression is developed for the coherency index between any two generators in a power system, and, based on the value of this index, coherency or otherwise of the generators is established. A method of obtaining the dynamic equivalent of a coherent group is also described. The method of coherency identification and equivalencing is illustrated using a 12-machine sample system. The validity of the method is demonstrated by comparing the transient stability study results of the original system with those obtained for the reduced-order model of the system. The proposed method is computationally simple and fast and requires less memory.     

Power system dynamic equivalence based on a new model reduction technique

Power system dynamic equivalents play an important role in the effort to reduce the computational burden of the transient stability analysis of power systems. This paper proposes a new efficient practical algorithm for forming linear dynamic equivalents for power systems based on modal analysis. The main feature of the proposed method is that the accuracy of the equivalent model is greatly improved by converting a coordinate system representing the subsystem from the R-J coordinate system of the main system to the reference generator D-Q coordinate system of the subsystem. The order reduction is based on aggregation of similar modes and elimination of the inferior modes without significant effect on the frequency response of the subsystem. Thus the equivalent obtained by the proposed method can be used for both steady-state and transient stability analysis studies. To verify the dynamic equivalent performance stability simulation results for a model power system composed of 16 generators also are shown.     

用于简化微电网结构的微分几何广义同调方法

基于发电机功角同调的动态等值方法是目前大电网系统分析中常用的等值方法。针对具有线路短、电磁耦合程度高、非线性极强等特点的微电网系统,开展其局部网络的动态等值模型研究,对系统实时仿真与控制设计、安全稳定分析、系统重构和动态潮流分析计算等具有重要理论意义和实际应用价值。本文提出了基于微分几何的微电网系统的广义同调等值理论并...