基于两阶段信息压缩的电网动态轨迹预测与稳定性评估

故障后的暂态稳定性评估与动态功角轨迹预测对于电力系统稳定运行与紧急控制决策具有重要意义。直接采用系统全部的暂态初期响应观测对全时域的功角轨迹进行预测，将使得模型输入与输出过于复杂且关联规则难以挖掘，限制了其在大规模电力系统中的实用性。因此，文中提出了一种基于两阶段信息压缩的电力系统动态功角轨迹预测与稳定性评估方法。阶段1将暂态初期响应采用统一流形逼近与投影算法映射至低维欧氏空间，从而计算互信息作为相关性度量,然后基于改进最大相关与最小冗余算法综合相关性与冗余度进行特征筛选，从而剔除响应特征集中的冗余信息。阶段2采用改进的分辨率自适应最大三角形三桶算法对全时域功角轨迹进行压缩，提升轨迹数据的信息密度。最后，基于门控循环单元构建动态功角压缩轨迹预测与稳定性评估模型，并采用CEPRI-TAS算例系统验证了所提方法的有效性。     

一种基于LS-SVR的电网在线暂态稳定性预测新方法

广域测量系统WAMS(Wide Area Measure System)的出现,为大电网在线暂稳预测提供了新的实时数据平台。基于WAMS数据,通过CCCOI-RM变换将系统进行简化等值,采用最小二乘支持向量机回归算法LS-SVR(Least Square Support Vector Regression)的出色学习性能和非线性处理能力,对等值系统的功角轨迹进行在线学习和实时预测,并进一步使用极值、阈值双重判据进行暂态稳定性判断。该方法不用考虑系统详细结构,计算速度快,预测时间长,仿真分析表明所提出的方法能够快速准确地预测电力系统的暂态稳定性,并为下一步采取相应的紧急预控制措施提供相对充裕的时间窗口。     

一种基于LS-SVR的电网在线暂态稳定性预测新方法

广域测量系统 WAMS(Wide Area Measure Systom)的出现,为大电网在线暂稳预测提供了新的实时数据平台,基于WAMS数据,通过CCC01-RM变换将系统进行简化等值,采用最小二乘支持向量机回归算法LS-SVR(Least Square Support Vectot Regression)的出色学习性能和非线性处理能力,对等值系统的功角轨迹进行在线学习和实时预测,并进一步使用极值、阈值双重判据进行暂态稳定性判断.该方法不用考虑系统详细结构,计算速度快,预测时间长,仿真分析表明所提出的方法能够快速准确地预测电力系统的暂态稳定性,并为下一步采取相应的紧急预控制措施提供相对充裕的时间窗口.     

一种基于转速差-功角差变化趋势的暂态功角稳定辨识方法

为实现基于响应的电网暂态稳定实时分析,提出一种基于相平面上转速差-功角差变化趋势辨识电网暂态功角稳定性的方法。以单机无穷大系统为例研究并证明了转速差-功角差变化趋势与暂态功角稳定的关系,从而揭示了机械动能与电势能相互转化时系统维持同步运行的表现形式。针对多机系统,利用双机等值思想进行推广应用。为克服虚拟的等效惯量中心计算得到的运动轨迹一阶导数并不平滑的缺点,采用最小二乘法将其拟合成二次函数抛物线形式,判断其变化趋势,从而识别系统暂态稳定性。通过单机无穷大系统和新英格兰10机39节点系统算例,验证了所提方法的准确性。计算仅使用发电机的功角和转速量,方便、简洁、快速,具有良好的应用前景。     

发电机运动轨迹预测理论的研究

广域测量系统的发展,为根据实测电力系统轨迹进行暂态不稳定性的紧急控制提供了可能。利用实时数据进行超实时预测能尽早投入控制措施,阻止失步的发生。因此,研究高精度长时间的轨迹预测具有重要意义。从发电机运动方程出发,导出了适用于电力系统的滚动自记忆预测方法。该方法先用三角函数拟合不平衡功率,然后由不平衡功率预测角速度,最后由自记忆公式预测功角。IEEE9节点系统的仿真计算结果表明,该方法可以很准确地预测未来至少0.5 s的功角轨迹,同三角函数、自回归预测相比,具有预测精度高、预测时间长的优点。     

基于典型故障集的暂态功角稳定近似判别方法

为适应特高压电网安全风险的新特征,需要研究考虑系统暂态功角稳定的风险评估评价方法。现有电力系统暂态功角稳定性判断方法计算量很大,无法满足特高压电网风险评估的计算要求。研究了影响系统故障后暂态功角稳定的因素,基于EEAC法推导了这些因素对于系统临界稳定性的灵敏度,进而设计了在已知典型故障临界稳定信息条件下近似判断边界条件变化后近似场景下暂态功角稳定性的方法。最后设计了考虑电力系统暂态功角稳定的风险评估流程,为特高压电网风险评估提供了新的思路。     

电力系统计算机在线稳定的预测控制

本文提出了提高电力系统暂态稳定性的预测和预测控制的方法。当系统中大扰动发生前后,以对发电机电磁功率的实时测量为依据来计算和预测发电机功角的变化趋势,并根据预测的结果,进行超前控制,使功角快而稳地达到平衡状态,有效地提高了电力系统的暂态稳定性。通过数字仿真,证实了本文提出的方法的合理性和可行性。     

基于最优潮流法含暂态稳定约束的最大传输容量计算

以终端时刻的最大相对功角作为暂态稳定约束条件,根据最优控制原理,提出了以联立求解动态方程和协状态方程来计算暂态稳定约束对所有控制量梯度的方法,有效提高了计算速度。并以此简化暂态稳定约束,形成了一个精简的基于最优潮流法的TTC模型,并采用逐步二次规划算法来求解此模型。由于显著降低了暂态稳定约束的维数,因此该模型能够适用于较大规模的电力系统,并能有效处理多预想事故。采用IEEE39节点系统对该算法进行了仿真计算,结果表明,在考虑暂态稳定约束的条件下,通过该算法所求得的TTC能够维持系统的稳定性,从而验证了该算     

基于最优潮流法含暂态稳定约束的最大传输容量计算

以终端时刻的最大相对功角作为暂态稳定约束条件,根据最优控制原理,提出了以联立求解动态方程和协状态方程来计算暂态稳定约束对所有控制量梯度的方法,有效提高了计算速度.并以此简化暂态稳定约束,形成了一个精简的基于最优潮流法的TTC模型,并采用逐步二次规划算法来求解此模型.由于显著降低了暂态稳定约束的维数,因此该模型能够适用于较大规模的电力系统,并能有效处理多预想事故.采用IEEE39节点系统对该算法进行了仿真计算,结果表明,在考虑暂态稳定约束的条件下,通过该算法所求得的TTC能够维持系统的稳定性,从而验证了该算法的正确性和有效性.     

基于LSSVM和证据理论的电力系统暂态稳定评估

提出了一种基于最小二乘支持向量机和D-S证据理论的信息融合模型的电力系统暂态稳定评估方法。选取了稳态特征量、故障初始时刻特征量和暂态特征量构成不同组输入特征,采用最小二乘支持向量机分类器进行暂态稳定评估,再对子分类器的结果在输出空间利用D-S证据理论实现决策级融合,以提高电力系统暂态稳定评估的可靠性。利用电力系统综合分析程序(PSASP)对EPRI-36节点系统进行了仿真计算,结果表明:可以提高训练效率以及分类的准确性。     

基于一维卷积神经网络的电力系统暂态稳定在线评估

传统电力系统暂态稳定评估基于时域仿真计算,计算复杂度高,难以在线应用。提出一种基于一维卷积神经网络的电力系统暂态稳定在线评估,可极大提升暂态稳定在线评估速度。通过马尔可夫链蒙特卡洛抽样算法进行电力系统运行状态模拟,生成大规模运行数据。通过电力系统时域仿真计算确定发电机最大功角差。将电力系统运行数据作为一维卷积神经网络的输入,发电机最大功角差作为输出,训练一维卷积神经网络。在线应用场景下,一维卷积神经网络可基于当前运行数据快速计算发电机最大功角差,实现暂态稳定性在线评估。新英格兰39节点系统验证了所提在线评估算法的可行性。     

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。     

基于在线最小二乘支持向量机回归的电力系统暂态稳定预测

提出了一种基于在线最小二乘支持向量机回归的电力系统暂态稳定预测方法。分析了标准最小二乘支持向量机回归算法用于在线预测时存在的主要问题，然后根据分块矩阵求逆定理对标准算法进行改进，实现支持向量的递推式求解，提高了算法的学习效率。为了满足实际多机系统在线稳定预测的要求，引入轨迹聚合技术对多机轨迹进行聚合，进一步减少了计算量。在轨迹降阶的基础上，根据EEAC理论，通过识别聚合轨迹的动态鞍点来判断轨迹的稳定性。最后，以电科院7机系统和我国西北电网为例进行仿真分析，从预测精度和计算时间两方面验证了方法的有效性。     

运行变量的临界割集及其暂稳极限功率的分析

提出了一种基于网络结构保持模型,通过对暂态过程中运行变量的分析来评价电力系统暂态性的分析方法,定义了运行变量的临界割集及其稳定指标,给出一种快速求取临界割集暂稳极限传输功率的迭代算法,算例说明了该方法的有效性。     

暂态稳定预警与预防控制系统的开发和应用

介绍了一套已在省级电网投入实际运行的暂态稳定预警与预防控制系统.首先,介绍了该系统的功能框架和软件模块构成.其次,分析了系统的关键技术与算法.系统实现了4种不同发电机、负荷增长方式下的传输极限算法,满足在线调度决策的需求.另外,实现了基于能量函数灵敏度的预防控制策略生成算法.结合工程实践,开发了若干实用化技术,如采用节点-开关模型以适应在线运行方式多变性的特点、孤岛稳定误判的解决方案、发电区和负荷区的自动分区方法等.     

A new approach to identification of transient power quality problems using linear combiners

In this paper, we present a new approach to identify transient power quality disturbances using linear combiners and a fuzzy decision support system. The key idea underlying the approach is to obtain the amplitude and the slope of the peak fundamental component of a voltage waveform using adaptive linear combiners, along with nonlinear least mean squares (LMS) algorithm. Fuzzy logic is then used to identify the class to which the waveform belongs by a set of heuristic rules and an uncertainty index. Detailed digital simulation results involving various types of transient power quality disturbances are presented to prove the ability of the new approach in classifying these disturbances.     

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。     

双馈风机调频特性对系统暂态功角稳定性的影响

计及双馈风机(DFIG)调频特性,建立适用于暂态功角稳定性分析的DFIG等值阻抗模型。在含DFIG的扩展双机系统中,将其等值为含DFIG的扩展单机无穷大系统,基于等面积定则推导出极限切除角关于风电比例和调频控制中下垂系数的表达式,进而理论分析系统极限切除角随DFIG的风电比例和下垂系数的变化趋势,并结合功角特性曲线揭示其变化的内在机理。充分考虑DFIG低电压穿越特性和调频控制特性,在PSD-BPA中对DFIG进行详细建模,搭建了含详细风电模型的扩展两机系统和云南电网仿真模型,对理论分析结果进行仿真验证。理论分析与仿真结果均表明,DFIG参与调频对系统暂态功角稳定性具有一定的改善作用。     

基于相轨迹MLE指标的暂态功角稳定在线辨识

为实现暂态功角稳定的快速预判,提出一种利用动态系统最大李雅普诺夫指数(MLE)对相平面中转速差—功角差轨迹特性进行分析的暂态功角稳定在线辨识方法。首先,介绍了MLE稳定判断原理及求取方式。其次,以单机系统为例,从物理机理上严格分析了不同场景下转速差—功角差相轨迹变化特性与暂态功角稳定之间的关系。进而,在利用递推最小二乘算法改进MLE求取方式的基础上,结合相轨迹特性自动优选参数,给出了无需传统方法中预先确定MLE符号观测窗口的暂态功角稳定判据,形成在线辨识方法。最终,利用双机等值思想将方法推广到多机系统。仿真算例验证了方法的正确性与有效性,方法对一摆、多摆稳定判断问题均有效,并对发电机分群结果有较强的容错能力。