单机等面积法电力系统暂态稳定分析

根据单机等面积定则原理SGEAC(single generator equal area cirterion)对基于动态单等值机群的稳定裕度与基于动态二等值机群相对运动的稳定裕度进行了比较研究,发现两者完全一致.利用物理系统多变量函数的高阶导数,得到了单一等值机群与单一机组功角曲线的理论表达方式,由时域仿真与曲线拟合得到单一机群或单一机组的功角曲线,最终得到系统的能量型稳定裕度.实例验证了所提方法的有效性.     

基于单机无穷大母线等值和轨迹灵敏度的暂态稳定最优励磁控制

为进一步降低电力系统暂态稳定控制代价,提出通过最优控制系统快速动态装置的设定值来保证系统在故障情况下的暂态稳定性。基于单机无穷大母线等值和轨迹灵敏度法,提出暂态稳定最优励磁控制二次规划模型,通过调整发电机电压调节器参考电压设定值来控制系统的稳定性。根据单机无穷大母线等值,在暂态稳定最优励磁控制模型中引入严格的暂态稳定判据;并借助轨迹灵敏度和稳定裕度指标提高计算效率。采用稳定裕度指标后避免寻找临界稳定轨迹,从而节省大量仿真时间。在新英格兰39节点10机系统和某省级692节点138机实际系统上的仿真结果验证了所提算法的可行性和有效性。     

基于单机等面积的暂态稳定切机切负荷策略及算法

根据单机等面积定则定义了基于动态单等值机群的加速面积与减速面积，提出了切机切负荷紧急控制算法。对基于动态单等值机群的稳定裕度与基于动态二等值机群相对运动的加速面积与减速面积进行了比较研究，在理论上揭示了系统在故障期间获得的动能等于前向机群的动能与后向机群的动能之和，故障切除后系统能够吸收的能量(最大减速面积）等于前向机群能够吸收的能量与后向机群能够吸收的能量之和。利用单机等面积法得到发电功率切除量与负荷功率切除量估计值，在此基础上利用时域仿真校定系统得到了总发电功率切除量。基于单等值机群的方法在理论上解释了切负荷对暂态稳定的影响，算例结果验证了上述算法的正确性，该方法可用于准实时切机策略的决策与更新。     

基于结构保持模型的大型风电场的等值方法

基于结构保持模型的概念,在满足等值机终端母线等值前后电压、电流保持不变及等值母线注入功率等于所有被等值机功率总和的前提下,推导了大型风电场双馈机组等值模型及其励磁系统等值模型;并进行了实例等值仿真.仿真结果表明,与传统的按容量加权等值方法相比,基于结构保持模型等值方法能更好地反映电力系统的暂态特性.这是分析大型风电场对电力系统暂态影响的一种有效等值方法.     

基于参与因子的多源协调紧急控制方法研究

提出了基于参与因子的多源协调紧急控制方法。从EEAC理论出发,分析了紧急控制的原理,考虑新能源并网机组的特性,比较了对不同类型发电机组实施紧急控制时OMIB等值机紧急控制时刻功率差的变化量,由此引入了紧急控制的参与因子,并结合紧急控制参与因子,以最优控制代价为目标函数建立了紧急控制数学模型。通过简单电网和实际电网的仿真,结果验证了控制方法的有效性。     

基于受扰轨迹的紧急控制新方法

建立了含控制项的电力系统紧急控制模型，基于系统实际受扰轨迹用EEAC方法对含控制项的多机系统降阶等值，并应用广义Hamilton理论能量控制方法进行等值受控电力系统稳定分析。初步探求受控系统稳定控制规律后，提出一种基于实时量测数据的闭环在线实时暂态稳定紧急控制决策方案，并构造了能有效反映控制安全经济性能的综合指标用于控制量合理分配。算例表明该算法可行、有效，最后指出了进一步的研究方向。     

直流馈入受端电网暂态电压与频率稳定紧急协调控制策略

为应对多直流馈入受端电网直流闭锁故障导致的暂态电压和暂态频率稳定问题,提出一种综合考虑直流功率紧急提升、调相机紧急控制和切负荷的紧急协调控制策略。首先,采用了基于多二元表的暂态稳定裕度指标,分析了直流功率紧急提升和调相机紧急控制对受端电网暂态电压稳定的影响,提出了受端电网多控制手段紧急协调控制方案。其次,基于该控制方案,计及暂态电压和暂态频率稳定约束,以控制代价最小为目标,建立了多控制手段下受端电网紧急协调控制优化模型。然后,采用灵敏度法将模型线性化,考虑了直流功率紧急提升对暂态电压稳定的负面影响,并采用逐次线性规划方法求解。最后,通过华东电网实际案例结果验证了所提控制策略的有效性。     

基于模糊聚类法的暂态稳定机组分群方法

暂态稳定分析多机等值时,受扰发电机的分群是需要解决的首要问题.文中用模糊聚类分析方法对受扰后的发电机进行分群研究,对模糊聚类方法的关键参数进行分析,引入F统计比率指标保证发电机分群数目的灵活性.通过New England 10机系统算例比较了相关理论法、三取二分群方法和模糊聚类法的分群效果,分析结果表明模糊聚类法在暂态稳定分析中对受扰发电机的分群有效、可靠.     

基于轨迹灵敏度的交直流受端系统暂态电压两阶段控制

针对交直流受端系统暂态电压调控能力不足的现状,提出一种基于轨迹灵敏度的交直流受端系统暂态电压两阶段控制方法。构建以最优无功补偿容量和紧急控制成本最小为目标函数的两阶段暂态电压控制模型。借助摄动法求取暂态电压稳定裕度对控制量的轨迹灵敏度,将非线性暂态电压控制模型转化为二次规划模型来提高暂态电压控制效率。为避免故障期间交直流受端系统暂态电压的大幅跌落,实施静止同步补偿器和新一代调相机协同的预防控制,充分发挥无功补偿装置在暂态电压不同跌落程度下的动态无功支撑优势。针对实施暂态电压预防控制后恢复阶段的低电压延时恢复问题,实施包含基于电压源换流器的高压直流和传统调压措施的紧急控制来加快暂态电压恢复速度。修改后的IEEE 39节点系统和实际系统算例结果验证了所提暂态电压控制方法的准确性和有效性。     

一种工程实用的动态等值方法

研究同时包含特高压交流和特高压直流华东电网的动态特性有必要搭建电磁仿真平台.为提高电磁平台仿真效率,在保持电网原有动态特性的前提下,在机电暂态仿真环境下对原有网络中非关注的和低电压等级网络分别进行了等值,从而达到缩减规模的目的.采用同调等值法进行外网等值,基于受扰轨迹主导群方法识别同调群,并通过弱化励磁系统调压能力和调整原动机调速系统的调频能力,对等值机的参数进行了修正.对低电压等级网络等值时,首次提出了按与直流关联紧密程度不同而采用不同的工程实用等值方法,兼顾了等值效果和仿真效率.     

基于生成对抗网络的暂态稳定预防控制

针对电力系统暂态稳定预防控制在线计算的复杂性,提出一种基于生成对抗网络的暂态稳定预防控制方法。通过将暂态稳定预防控制建模为样本空间映射问题,该方法利用数据驱动方法训练生成模型,建立从暂态失稳运行空间到暂态稳定运行空间的映射。模型通过调整电网中发电机的有功出力,提高电网的暂态稳定裕度,使电网运行点满足暂态稳定校核的要求。与传统优化建模方法相比,所提方法通过神经网络的前馈推断求解控制策略,无需迭代求解,极大地提高了求解效率。基于新英格兰39节点系统的测试结果验证了所提方法的可行性和有效性。     

基于XGBOOST-PSO提高受端电网电压暂态稳定的发电机无功优化方法

考虑发电机稳态输出无功对其支撑暂态电压恢复稳定能力的影响,基于机器学习研究优化发电机稳态输出无功提高电压对故障扰动保持暂态稳定能力的预防控制方法。该方法采用加权多二元表暂态稳定裕度指标量化母线暂态电压对不同预想故障扰动的综合稳定裕度,并基于指标排序确定稳定裕度薄弱母线。同时基于发电机无功调节对预想故障下各薄弱母线电压暂态稳定裕度综合作用灵敏度排序,选择作用灵敏发电机。在利用XGBoost建立根据系统稳态特征向量预测薄弱母线暂态电压稳定的分类模型基础上,以系统对预想故障扰动保持暂态电压稳定为约束、以减小发电机稳态无功调节对网损产生影响为目标,基于潮流计算寻优灵敏发电机稳态输出无功,以提高薄弱母线的暂态电压稳定性。最后采用雅湖直流接入江西电网的PSASP计算模型验证了所提方法的有效性。     

Unified Analysis of Single Machine Equivalent and Trajectory Sensitivity to Formulate a Novel Transient Stability-constrained Optimal Power Flow Approach

Abstract—This article proposes a new transient stability constraint that permits quantifying the degree of instability of a power system from the active power dispatched by generators. Based on this constraint, which is derived from both single machine equivalent and trajectory sensitivity methods, a new transient stability-constrained optimal power flow is formulated in the Euclidian space to preventively control the transient stability in realistic power systems. The validity and the effectiveness of the proposed method are numerically demonstrated in the WSCC 3-machine, 9-bus and Mexican 46-machine, 190-bus systems.     

Excitation control design of local machines in a large-scale power system by using dynamic equivalencing technique

A linear optimal control design for machine excitation is developed to improve the local system stability in a large-scale power system. Dynamic equivalents for the external system are used to provide the controller with information about the original external system. The paper investigates whether external system information helps the controller to stabilize the local system and whether the dynamic equivalents are a reliable source of that information. The validity and accuracy of the proposed method is demonstrated by simulated tests on two sample power systems.     

基于时域仿真的暂态裕度灵敏度分析

结合时域仿真,提出了多机系统中单机加速面积、减速面积计算方法、临界机组单机等面积定则第一摇摆稳定判据、稳定裕度计算方法等。并提出了加速面积、减速面积、减速功率（稳定裕度）对网络节点有功、无功及变压器变比的灵敏度分析方法。临界机组群单机等面积定则第一摇摆稳定判据与时域仿真角度准则精度相同,但具有数值积分时间短的优点;暂态稳定裕度灵敏度能用于暂稳控制装置安装地点的选择、安全校正再调度及系统稳定裕度约束和在线稳定监视。     

关于暂态稳定控制决策优化方法的思考

从优化问题的诸要素出发，分析暂态稳定预防控制和紧急控制的特点，评述其决策优化的现状和困难。这些要素包括系统方程、目标函数、约束条件、控制变量、寻优策略、决策时机和控制时机等。稳定分析需要将当前定性和离线的方法改进为定量和在线的方法，而稳定控制则需要从无自适应、无优化和无协调的概念发展到自适应的优化协调控制。EEAC(扩展等面积准则)或其他将会出现的量化方法所提供的稳定裕度指标，为安全性和经济性的协调、为预防控制和紧急控制的协调奠定基础。“在线预决策，实时匹配”是市场环境中大型电力系统暂态稳定预防控制和紧急控制的发展方向。利用稳定裕度对控制变量的灵敏度信息来指导搜索，同时利用启发式知识来避免局部最优解，构成由启发式和解析式相结合的搜索方法。