特高压联网区域实时小干扰稳定分析策略

基于特征值分析法、并行计算技术和低频振荡在线辨识技术,提出一种互联电网小干扰稳定实时分析策略。传统的特征值分析法存在缺根和计算速度慢的缺点,无法达到小干扰稳定分析实时应用的需求;随着广域测量系统的发展,模态辨识方法被用来在线监测电网的低频振荡,但是该方法提供的结果信息有限。所提出的实时小干扰分析方法将低频振荡在线辨识和特征值计算相结合,有效利用广域测量系统提供的辨识结果,进行深度小干扰稳定分析,能准确、全面地实时评估电力系统小干扰稳定情况,为调度人员及时地采取有效抑制振荡的控制措施提供依据。特高压联网区域的实际算例计算,验证了该方法的准确性和有效性。     

基于多进程的电力系统频域特征值并行搜索算法

对大规模电力系统进行小干扰稳定分析时,特别是在线动态安全预警系统中,由于系统线性化矩阵的规模庞大,求解特征值的串行算法难以满足计算速度的要求.近年来,多核CPU技术发展迅速,充分利用多核CPU的计算机硬件资源,采用并行计算技术是大幅提高小干扰稳定计算速度的有效途径.提出了基于多进程的电力系统频域特征值并行搜索算法,并应用于国内广泛使用的电力系统小干扰稳定性分析程序(PSD-SSAP)中.该算法具有计算准确、实现简单、并行计算效率高等优点.实际大规模电力系统的算例测试和分析验证了该算法的正确性和有效性.     

基于集群计算的特大型电网特征值搜索策略

针对隐式重启动Arnoldi算法无法自动搜索指定区域所有特征值的问题,设计了一种基于集群计算的特征值搜索策略,满足特大型电网小干扰稳定在线分析对计算结论准确性和实时性的要求。将待搜索区域划分为多个面积相同的区域,通过对搜索圆盘无法完全覆盖的区域设置更多的位移点来提高计算速度。采用正方形来划分待搜索区域,通过比较搜索圆盘内切正方形和待搜索正方形区域的大小实现待搜索区域是否被完全覆盖的自动判别。对华东电网的在线数据进行了分析计算,验证了搜索策略的正确性和有效性。     

考虑负荷动态模型的在线小干扰电压稳定指标

对电力系统在任一时间断面上从某个负荷母线向系统侧看进去的部分进行戴维南等值,并对负荷采用三阶感应电动机并联恒阻抗动态模型,分析该负荷节点的小干扰电压稳定性。通过对负荷节点PV曲线上的平衡点进行小干扰分析的结果表明,等值系统的小干扰电压稳定性本质上是负荷中感应电动机部分的静态稳定性,感应电动机部分采用三阶模型和一阶模型得到系统平衡点的小干扰电压稳定性是一致的,因而文中采用一阶模型条件下所推导出的系统在线小干扰电压稳定状态指标的解析表达式,能表征系统当前运行点各个负荷节点的电压稳定程度。IEEE39节点系统的计算结果表明该指标正确、有效、计算简便。     

基于卷积神经网络的电力系统小干扰稳定评估

随着电力系统规模的增大,通过传统数值方法计算系统特征值来进行小干扰稳定评估已无法满足实时分析的要求。因此,提出了一种基于深度学习(卷积神经网络)的电力系统小干扰稳定评估方法。该方法以广域测量系统可监测变量作为模型的输入,关键特征值作为输出,对输入数据和输出数据进行相应处理后,利用深层架构对其映射关系进行分析;并针对大系统维数较高、训练速度较慢的问题,采用了离散余弦变换和图形处理器并行技术。算例结果表明,在不考虑控制参数变化的情况下,经过历史数据的离线训练后,该方法能够较准确地计算出系统的关键特征值。     

电力系统小干扰稳定的时域计算及波形分析

电力系统小干扰稳定分析的实质是系统近似线性化后所得的定常时不变系统的分析,系统的时域解特性使得仿真曲线的阻尼表征了系统的振荡模态。基于这一特性,本文提出一种基于时域仿真的小干扰稳定分析方法。该方法通过直观分析系统的时域仿真曲线的收敛程度,快速判定系统的小干扰稳定性,无需对系统状态矩阵进行特征值求解,进而避免了特征值求解方法存在的各种不足,为电力系统小干扰稳定在线分析提供了一种新的依据。并对系统的仿真曲线采用HHT方法进行波形分析,得到系统的最小阻尼比来体现系统稳定裕度。最后,分别对WSCC3机9节点小系统及某地区实际大电网的某个时间点的典型运行方式下的算例进行仿真实验,验证所提方法的有效性。     

小干扰稳定特征向量和相关因子的分布式算法

在基于自激法的小干扰稳定特征值的分布式算法的基础上,针对小干扰稳定特征分析法中求解特征向量和相关因子的步骤,提出了基于自激法的分布式计算方法.该方法可由各区域协调计算特征值所对应的特征向量及相关因子,在计算过程中仅需要各区域与边界区域交换边界节点向量等少量数据,适合中国电力系统分层分区的管理体制.对IEEE 39节点系统的验算结果证明了该算法的合理性和有效性.     

直流配电网下垂参数小干扰稳定优化调控方法

以基于下垂控制的直流配电网为研究对象,推导建立了下垂控制模式下典型环状直流配电网的小信号状态空间模型,对传统下垂参数经济优化模型中存在的系统调控不稳定问题进行了分析,进而提出了考虑小干扰稳定约束的直流配电网下垂参数优化调控方法,以确定性预测场景和极端场景下直流配电网小信号状态方程的特征值谱横坐标作为系统小干扰稳定约束,来优化系统网损。此外,为求解该模型,针对传统算法中存在的易陷入局部最优解、特征值迭代误差积累和计算效率较低等问题,在序列非线性规划算法和遗传算法的基础上提出了改进策略。数值实验结果表明,该优化模型在保证系统小干扰稳定的前提下能较大程度地提升系统运行经济性,同时提高系统适应不确定源荷功率随机波动的鲁棒性;所提出的算法改进策略可以在保证优化结果可靠有效的前提下,提高算法的寻优能力和计算效率。     

基于自激法的小干扰稳定特征值的分布式算法

由于中国电力系统的运行和管理具有分层分区的特点,传统的集中式的小干扰稳定分析方法很难满足在线计算的要求.文中基于带边界分区的互联电网切分方法,从传统的电力系统小干扰稳定分析的自激法出发,提出了小干扰稳定特征值的分布式算法.算法在计算过程中只需要各区域传递边界节点状态量等少量数据,适用于电力系统的分布式环境,具有较好的实用性.对IEEE 39节点系统的验算结果证明了算法的合理性和有效性.     

特征值灵敏度方法及其在电力系统小干扰稳定分析中的应用

随着电力系统的发展,特别是大区互联电网的出现和扩大,小干扰稳定性问题日益突出。为了满足小干扰稳定性分析的要求,介绍了3种特征值灵敏度——特征值对元件参数、传递函数和运行参数的灵敏度计算方法,并分析了其在电力系统小干扰稳定中的应用。这3种特征值灵敏度能够弥补现有分析方法的不足,有效地指导某些装置或系统的参数设计与选址,以及调整系统的运行方式,以改善小干扰稳定性,抑制低频振荡的发生。基于灵敏度的发电重新调度法,通过合理分配系统发电机出力,使事故下受小干扰稳定约束的电力传输最大化,是小干扰稳定问题的有效解决途径之一。因此在现有的小干扰稳定分析程序中增加特征值灵敏度的快速计算功能是十分必要和迫切的。