基于变参数追踪的暂态稳定分析与预防控制方法

采用了一种基于变参数追踪的电力系统暂态仿真算法.该算法将时间维作为微分代数-差分方程组的一个普通参数来处理,通过预估-校正的计算环节,连续求解得到系统在暂态过程中的轨迹.从该算法出发,提出了一类状态变量限值和约束函数对控制参数的灵敏度并推导了其公式.基于该灵敏度,提出了一种暂态稳定预防控制方法.该方法以控制总成本最小为目标,综合考虑多故障的协调.通过新英格兰10机39节点系统的算例,验证了文中方法的有效性.     

适用于混合仿真的戴维南等值阻抗改进求取算法

由于基于机电暂态数据获得的机电侧系统戴维南等值阻抗参数难以体现接口发生故障后机电侧系统的电磁暂态特性,文中提出了一种基于电磁暂态短路仿真的机电-电磁暂态混合仿真机电侧戴维南等值阻抗改进求取算法。该算法是基于一种不受各次谐波影响的系统时间常数求取方法,通过全电磁暂态模型的接口位置设置2次不同接地电阻的三相短路故障,联立时间常数方程计算得到机电侧系统的等值阻抗信息。与传统的基于机电暂态模型通过单位电流注入法计算出的等值阻抗相比,文中方法计算出的等值阻抗能够更准确地体现接口发生接地故障后机电侧系统的电磁暂态特性,从而提升了机电-电磁暂态混合仿真故障期间和故障后的仿真精度。     

基于数值积分法灵敏度的快速切负荷算法

快速切除负荷是电力系统在故障后保障稳定的一种常用措施，作者以工程上普遍采用的发电机组最大相对摇摆角小于某一给定值的暂态稳定约束函数。然后基于数值积分法给出了暂态稳定约束函数相对于切负荷控制量的灵敏度计算公式，并在基础上提出一种新的切负荷算法。由于求解1次所有控制量灵敏度的计算量只相当于计算2次暂态稳定。该算法能快速地计算出使系统保持稳定的切负荷量。此外，该算法还具有原理简单，不存在收敛性问题、控制效果好等特点。     

基于临界机组对的暂态稳定紧急控制策略

为使暂态稳定紧急情况得到有效控制,从临界机组对信息入手,提出一种基于临界机组对稳定性指标灵敏度的切机切负荷控制策略。首先推导了临界机组对稳定性指标对控制量的灵敏度表达式,将其用于构造暂态稳定约束条件,进而借助优化算法获得紧急控制所需的切机切负荷量及控制地点。该方法只需部分发电机信息,计算简单,且基于临界机组对稳定性指标的灵敏度可表达控制量对每一失稳机组的控制能力,物理概念更清晰。仿真算例证明了该方法较基于全系统稳定裕度的灵敏度方法切除量要小。     

基于灵敏度分析的同步调相机及其励磁系统参数分类辨识方法

同步调相机及其励磁系统间由于电气耦合而导致参数辨识困难,但目前缺少对待辨识参数量与观察量间耦合特性的分析。对此,提出一种基于灵敏度分析的同步调相机及其励磁系统参数分类辨识方法。分析同步调相机在不同时间尺度下的关键参数,基于轨迹灵敏度信息划分待辨识参数的类型,构建关联参数集合。考虑稳态、次暂态和暂态下同步调相机及其励磁系统响应特性的差异,在不同时间尺度上分别建立参数分类辨识模型。依据关联参数集合进行参数分类辨识,采用基于Tent混沌映射的改进蛇优化算法求解。通过算例分析验证了所提方法的有效性和适应性。     

基于轨迹灵敏度的同步发电机参数辨识

为提高同步发电机暂态及次暂态参数辨识精度,提出了一种基于轨迹灵敏度的同步发电机参数辨识方法。首先确定了基于轨迹灵敏度的辨识数据区间选取方法,将量测的发电机参数的轨迹灵敏度作为指标,根据该指标的衰减程度,选取暂态及次暂态参数信息含量较大的量测数据作为辨识数据,以提高相应参数的辨识精度;其次采用抗差优化模型作为机组参数辨识优化模型,以提高参数辨识模型的抗干扰能力。算例验证了所提方法的有效性。     

基于轨迹灵敏度的发电机有功出力重新分配方法

随着电力系统的不断发展,基于化石燃料大规模利用的工业模式正在走向终结,而以新能源技术和信息技术的深入结合为特征的一种新的能源利用体系,即"能源互联网"即将出现。电力系统的稳定性问题也日趋重要,而暂态稳定控制又是稳定性研究的重中之重。有功出力的重新分配是暂态稳定控制的一种重要手段。轨迹灵敏度是系统参数对其运动轨迹影响程度的度量,揭示了系统的动态行为机制。研究基于轨迹灵敏度的有功出力重新分配的方法,结果显示该方法有助于提高系统的稳定性。     

一种发电机励磁系统模型参数可辨识性分析方法

根据现场试验数据通过辨识算法辨识得到励磁系统模型参数是一种电力系统中广泛使用的励磁建模方法。基于辨识方法所得到的模型参数虽然可以很好地拟合系统的现场试验数据,但也可能存在某些参数的辨识结果不稳定的现象。因此,提出了拟频域灵敏度的概念,为非线性系统参数易辨识性的评估提供了一种新的衡量指标。并基于此提出了一种新的参数辨识算法,该方法通过构建参数时域灵敏度矩阵实现关联性参数的判断,将待辨识参数划分为良态参数集和病态参数集。在该初始病态参数集的基础上,根据参数的拟频域灵敏度重新调整参数赋值代表,采用"分轮次"的策略进行了参数辨识。以IEEE ST2A型励磁系统为例,算例分析结果表明:与传统的基于时域灵敏度的辨识方法的辨识结果相比,所提出的参数辨识方法能够有效提高发电机励磁系统参数辨识结果的准确性和稳定性。     

基于外部观测的电力系统暂态稳定性实时预测和控制方法

基于外部观测的思想，本提出了一种新的预测电力系统暂态稳定性的方法，在此基础上进一步提出了暂态稳定紧急控制的原理和算法。本所提出的方法简单，概念清楚，只需采集少量电磁功率，不需预先知道系统的网络结构和参数，能准确反映系统的真实运行情况。通过对两个实际系统的仿真结果表明，本方法的预测和控制结果准确有效。     

基于附加频变增益控制的风电-柔性直流输电系统次同步振荡抑制方法

针对风电-柔性直流输电系统动态相互作用引发的次同步振荡(SSO)问题,提出了一种基于附加频变增益(SFDG)控制的SSO抑制策略。基于阻抗理论揭示了风电-柔性直流输电系统SSO的发生机理;采用参数灵敏度分析从多个变流控制环节中优选出施加SFDG控制的最佳位置;将SFDG控制设计规范为多工况约束优化问题并求解实现其参数优化;通过对比施加SFDG控制前、后系统聚合阻抗的频率特性变化,从理论上说明SFDG控制的原理和作用。通过电磁暂态仿真验证了单一和2个SFDG控制的SSO抑制效果。     

最大灵敏度指标的分数阶内模控制器设计

针对分数阶控制器设计时参数整定复杂问题,提出一种基于最大灵敏度的分数阶内模控制器设计方法。首先采用粒子群优化算法对原系统模型进行简化处理,在模型简化基础上,根据内模控制原理设计分数阶内模控制器,该控制器仅有一个可调参数,通过这一可调参数可以实现所提控制器的快速整定。最后通过最大灵敏度指标实现分数阶内模控制器的鲁棒整定。仿真结果表明该方法具有良好的控制品质及克服参数摄动的鲁棒性。     

基于暂态电流的小电流接地系统故障选线

针对基于工频电压和电流信号的传统继电器灵敏度不高的问题,提出一种新的基于暂态电流差分算法的接地故障检测方法,适用于中性点不接地或非直接接地配电系统.该方法计算每一路馈线的暂态残余电流,然后利用其差分因子实现接地故障的检测.利用MATLAB/Simulink仿真,并模拟3种不同故障条件下的过程,验证了该方法的可行性.     

基于灵敏度分析的直流受端系统紧急切负荷控制优化方法

该文提出一种基于灵敏度分析的直流受端系统紧急切负荷控制优化方法。首先,分析直流闭锁后受端系统的暂态稳定裕度以及切负荷量对暂态稳定裕度的灵敏度;接着,以紧急负荷控制的经济代价为目标,以最大摇摆角、最低频率、最低暂态电压稳定裕度及最大可控负荷等为约束条件,建立紧急切负荷控制优化问题的数学模型。为解决人工智能算法计算量大,难以实施的困难,应用灵敏度方法,将非线性动态优化问题近似为线性规划问题,迭代求解直至收敛到最优解。为克服可能收敛到局部最优解的不足,采用了多初值寻优的方法。最后,以河南省电力系统为例验证算法的有效性,结果表明算法可有效减小计算量,提高优化速度,在确保系统暂态稳定的前提下大大降低了控制代价。     

基于细菌群体趋药性算法的暂态稳定预防控制

针对电力系统安全运行中的暂态稳定性预防控制问题,以预防控制中的总调整费用最小为目标函数,建立了预防控制数学模型。将一种新型的群体智能优化算法——细菌群体趋药性算法应用于该模型的优化求解。该算法通过优化参数,加快了收敛速度,解决了暂态稳定预防控制中鲁棒性和快速性问题。仿真结果表明:该方法符合IEEE 39节点测试系统的要求,估计精度能够满足实际工程需要。     

应用暂态稳定测度指标的参数灵敏度分析方法

轨迹灵敏度方法在电力系统领域中有着广泛的应用,元件参数是影响电力系统暂态稳定性的重要因素。通过轨迹灵敏度分析,明确各元件参数对暂态稳定性的影响程度,从而为电网运行提供指导性的参考依据。根据提出的暂态稳定测度指标在实际电网中以发电机和励磁系统的参数为例,检验了暂态稳定测度指标分析结果与轨迹灵敏度分析结果的一致性,表明基于本文测度指标的灵敏度分析结果能反映参数对暂态稳定性的影响程度,因而对于其他元件参数的灵敏度分析也同样适用。文中提出的暂态稳定测度指标可为检验参数对暂态稳定性的影响程度提供新的思路。     

基于实用动态安全域的紧急控制策略

研究了考虑紧急控制措施的扩展实用动态安全域临界面的迁移规律,并用紧急控制措施所引起的实用动态安全域临界面沿其外法线方向的迁移距离来表示紧急控制措施的有效性,给出了切机和切负荷以及二者配合操作的控制有效性的定量表示方法.据此提出了一种新的电力系统暂态稳定紧急控制方法,该方法通过选择不同的措施控制安全域临界面的推移,使扩展后的实用动态安全域能涵盖当前系统运行点,保证系统不会发生暂态失稳现象.在此基础上,通过把控制措施量化为一成本指标,建立了暂态稳定紧急控制的数学模型,并基于控制有效性灵敏度指标给出了该问题的优化策略.在10机39节点新英格兰系统上的测试结果表明了这种方法的有效性.     

基于暂态能量裕度灵敏度分析的动态切负荷计算

提出了一种暂态能量裕度灵敏度与潮流分配因子技术相结合的电力系统动态切负荷方法.运用暂态能量裕度灵敏度法可以快速导出系统稳定极限,采用暂态能量裕度对接口流的灵敏度来计算接口流极限,将故障时刻系统的负荷分布与系统的接口流极限进行比较最终获得动态切负荷方案.并通过算例验证了该方法的可行性与有效性.     

基于RTDS仿真的电子式电流互感器暂态特性测试研究

暂态特性是衡量电子式电流互感器性能的一个重要参数,理论分析及仿真电子式电流互感器采用模拟积分器和数字积分器时的暂态特性,仿真结果表明积分器参数或积分算法选取不当,其暂态特性可能受到影响。为此,有必要对其暂态特性进行测试。针对利用传统动模试验系统进行暂态测试的局限性,提出一种基于RTDS仿真技术的测试方法,给出了暂态特性实时仿真方案。利用该方法测试电子式电流互感器暂态特性,结果表明该方法能直观有效反映出电子式电流互感器对各种暂态过程的响应。     

基于暂态稳定裕度指标的最优潮流求解

基于一种新型暂态稳定裕度指标，提出了求解含暂态稳定约束的最优潮流（SCOPF）新方法。该方法利用暂态稳定裕度指标及其灵敏度组成的不等式代替暂态稳定约束，将针对预想故障的优化潮流问题转化为常规非线性规划问题。所用的暂态稳定裕度指标基于故障后电力系统稳定域边界隐式方程，可由稳定域二次近似获得其近似估计。所提出的SCOPF求解方法易于实现，可处理多个预想故障，算法具有良好的收敛性和合理的计算时间。在新英格兰10机39节点系统中进行的仿真验证了该方法的有效性。     

基于暂态能量裕度灵敏度计及暂态稳定约束的优化潮流计算

提出了一种基于暂态能量裕度灵敏度的含有暂态稳定约束的优化潮流算法.它用时域仿真法对系统进行暂态稳定分析,提前滤除不失稳故障,并结合混合法计算失稳故障的能量裕度.依据最严重故障的能量裕度与发电机有功出力变化量的近似线性关系及能量裕度对发电机有功出力的灵敏度来调整发电机的有功出力.在计算程序中充分运用变步长搜索策略提高了计算效率,对考虑多个预想故障的含有暂态稳定约束的优化潮流问题具有良好的全局收敛性.最后通过IEEE 30节点系统和IEEE 57节点系统验证了该方法的有效性.