基于广域量测的电压稳定在线监测方法

利用电压稳定在线监测系统进行在线预警,是电压稳定在线监控系统的重要组成部分。该文根据单电源简单传输系统模型,提出一种在线监测静态电压稳定性的负荷裕度指标,它可准确地反映节点的负荷裕度,能给出运行点是否位于系统PV曲线上半支或下半支的信息。对多机系统中的负荷节点及联络节点构造单电源功率传输等值系统,等值电源的电压幅值能基本保持恒定;利用广域量测系统,测量计算单电源功率传输等值系统参数及负荷裕度指标。在改进的IEEE 50机测试系统上仿真表明,提出的电压稳定在线监测方法能很好地反映负荷裕度,捕捉到电压稳定薄弱母线。     

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。     

利用局部区域量测的电压稳定在线监测

针对小扰动长期电压稳定在线监测,建立了被监测节点局部区域节点功率传输等值模型,以及考虑局部区域以外系统影响的扩展的功率传输等值模型,并在此基础上将负荷裕度指标拓展到多机系统。根据被监测点相邻局部区域内的量测信息,计算节点功率传输等值模型参数,以其作为初值辨识出扩展的功率传输等值模型参数,进而计算节点局部指标,改善了弱可辨识性条件下的指标值精度,提高了基于局部指标的电压稳定在线监测方法的有效性。将提出的电压稳定在线监测方法在IEEE50机测试系统进行了仿真,参数辨识采用递推的带遗忘因子平方根最小二乘算法,结果表明它能有效地识别出电压稳定薄弱节点、实现电压稳定在线监测。     

一种考虑母线短路容量的电压稳定解析方法

短路容量是系统电压强度的标志。文中提出一种考虑母线短路容量的电压稳定解析方法, 揭示了母线短路容量与低压负荷母线电压稳定的解析关系。在对电源侧戴维南等值的基础上,基 于配电网的等值负荷模型在不增加系统规模的情况下使电压稳定分析更符合实际。推导得到的保 持电压稳定的临界最小短路容量是一个综合性的电压稳定参数,可以直接全面量化配电网负荷侧 的变化对电压稳定的影响。比较临界最小短路容量和实际短路容量可以快速评估母线的电压稳定 性,跟踪二者的变化可以明确区分造成电压失稳的根本原因,从而为电压稳定控制提供更加明确的 参考依据。为母线短路容量应用于广域电压稳定的在线评估和控制提供了强有力的理论支持。     

计及感应电动机负荷的静态电压稳定性分析

该文建立计及感应电动机机电暂态过程的单负荷无穷大系统的小干扰电压稳定分析数学模型，分析了感应电动机负荷参数变化对小干扰电压稳定性的影响。以简单系统为例，说明了基于潮流模型的静态电压稳定指标的共同物理本质，文中通过不同感应电动机负荷参数的小干扰稳定分析和时域仿真，对基于潮流模型的静态电压稳定指标进行了准确性分析。分析结果表明：以前基于潮流模型的静态电压稳定指标忽略了电力系统的动态负荷因素，其指标认为是电压稳定的系统却可能发生电压失稳，因此，基于潮流模型的静态电压稳定指标是不准确的。该文提出的小干扰电压稳定分析数学模型是电压稳定的一种简化分析，在实时等值系统的基础上具有在线应用的前景。     

基于响应的电压稳定性评估和控制方法

提出了一种根据电力系统网络节点的实时信息评估系统电压稳定性的方法,当系统电压稳定裕度较低时,根据全网响应信息获得相应的切负荷量。该方法基于两节点电力系统等值网络,得到了系统电压稳定性的评估指标;从系统等值网络的等值过程出发,将节点等值负荷分成自身负荷和转移负荷两部分,推导了该节点电压稳定性的评估指标与有功负荷量之间的关系式,从而获得了该节点在满足一定电压稳定指标情况下的最大有功负荷量,进而得到该节点所需要的切负荷量。该方法首先利用电压稳定性的评估指标在线监视电网中各节点的电压稳定性,辨识危险节点;当系统电压稳定性不满足要求时,根据全网的电压、电流量等响应信息计算危险节点需要的减载量。在IEEE14节点系统和IEEE24节点系统下的仿真结果表明,所提方案能够保证电网的电压稳定性。     

基于同步相量测量的电力系统在线电压稳定指标

广域测量系统的迅速发展和广泛应用为大电网电压稳定性的在线监测奠定了基础。在某一时间断面上将系统中的一条支路看作一个单负荷无穷大系统，在此基础上研究了一种基于量测数据的在线电压稳定指标。利用同步测量的母线电压相量、支路潮流等电气量，经过简单的在线计算，得到被监测支路的电压稳定指标。将系统所有支路电压稳定指标的最大值作为该系统的电压稳定指标，所对应的支路为最弱支路。系统电压稳定指标与临界值之间的距离反映了系统的电压稳定裕度。如果系统电压稳定指标趋近1，则表明系统临近电压崩溃点。在EPRI-36节点系统上的仿真结果验证了该指标的有效性，及将该指标用于电力系统的在线电压稳定监测的可行性。     

基于戴维南等值和支路传输功率极限的电压稳定评估方法

提出了一种基于戴维南等值和支路传输功率极限的电压稳定评估方法。通过增大所要评估负荷节点的注入功率,并计算该状态下的系统潮流,求得该负荷节点对应的戴维南等值参数。利用所得到的戴维南等值参数构建包含该负荷节点的2节点系统,分析其节点功率平衡方程,得到其静态电压稳定的判别式。由判别式计算得到2节点系统的支路传输功率极限以及该节点的相对功率裕度,进一步建立整个系统的静态电压稳定指标,将其用于在线评估。此方法无需本地量测数据、计算快速方便、能够给出包含极限传输功率的评估指标,适用于电网调度中心,可实现对电网的在线电压稳定评估。运用该方法对IEEE14节点与118节点系统进行电压稳定评估,验证了此方法的合理性与正确性。     

电力系统负荷节点在线电压稳定指标研究

利用同步相量测量单元(phasor measurement unit,PMU)测得任意(非PV)节点及其相邻母线的电压、线路潮流等实时数据,建立一种新的网络等值模型。同时,基于该模型提出了综合考虑负荷节点有功功率和无功功率的在线电压稳定指标;提出在线电压稳定有功功率指标和在线电压稳定无功功率指标分别用作表征负荷节点的有功功率裕度和无功功率裕度,作为对节点(系统)在线电压稳定指标的补充。如果负荷节点在线电压稳定指标值接近临界值1,则表明系统临近电压崩溃。EPRI-36节点仿真分析表明该方法可有效判断系统电压稳定性,适用于在线电压稳定监测和预估。与其他指标的对比结果体现了本文模型和指标的合理性与优越性。最后通过对山东电网500 k V主网负荷节点电压稳定裕度评估简要说明本文所提方法的可行性。     

基于FVSI线稳定指标计算母线最大承载负荷确定电力系统弱母线的方法

介绍了使用线稳定指标作为快速电压稳定指标（FVSI）确定电力系统母线的最大承载负荷的方法。该方法根据电压崩溃前各负荷母线能够承载负荷量的大小排序，把能承载负荷量最小的母线排为最高级并把它作为最薄弱母线。基于负荷变量进行线稳定指标计算和电压稳定分析。对于每条负荷母线，如果其电压稳定指标的值越接近于1，说明该母线承载了最大可能的负荷。最后使用IEEE系统对其检验，结果证明所提出的方法能够快速估算各负荷母线的最大承载能力，找到电力系统中薄弱母线。     

电力系统静态电压稳定性在线监控(一)--一种可在线应用的计及负荷静态特性的电压稳定指标

基于局部量测数据和负荷静态特性．提出了一种可在线应用的节点静态电压稳定指标。首先介绍了ZIP负荷模型,然后用戴维南等值电路简化系统,将线路电流表达式整理成实部和虚部．消去负荷有功后代入ZIP负荷模型中的无功表达式得二次方程式．用根判别式得到以无功表示的电压稳定指标VSIQ;同理得以有功表示的电压稳定指标VSIP;取两者中的较小值作为节点电压稳定指标VSI。比较各节点VSI,最小值对应的节点即为系统最薄弱节点。以IEEE14节点和IEEE30节点系统为例,仿真系统在不同负荷特性下VSI的变化曲线。结果显示：恒定功率分量所占比例越大则节点VSI越小,电压稳定性越差;恒定功率比重相等情况下,恒定电流分量比重越大．节点电压稳定性越差．     

电网戴维南等值参数的快速计算

提出一种电网在基态和N-1状态下戴维南等值参数的快速计算方法,并在此基础上对负荷节点进行电压稳定分析。通过推导的非线性方程组,运用电网基态和N-1状态下的节点电压和电压灵敏度的数值,可求得2种状态下的戴维南等值参数。不同于两点潮流或其他多点潮流方法,该方法只需要给定运行点的节点电压和节点电压灵敏度数据,计算简单快速。利用求得的等值参数可求得该节点的阻抗模指标和最小奇异值来快速分析负荷节点的电压稳定性。IEEE14和IEEE118节点系统的计算仿真验证此方法的正确性和实用性。     

基于最小奇异值灵敏度的电压稳定薄弱节点研究

最小奇异值作为静态电压稳定指标已广泛应用于电力系统的稳定分析之中。在最小奇异值分析的基础上，给出了最小奇异值对负荷功率的灵敏度，提出将最小奇异值灵敏度用于薄弱节点的分析及无功补偿点的确定。以IEEE57节点系统为例，在考虑负荷平均增长的情况下，分析了负荷变化对最小奇异值的影响，确定了系统薄弱区域及最弱节点，算例表明在所确定的最弱节点处进行无功补偿，可更有效地提高系统电压水平和电压稳定性。     

基于实时等值阻抗的电压稳定性分析

根据实时测量的负荷节点的电压、电流相量,将整个系统等值为一简单的两节点系统,在此基础上进行电压稳定性分析,提出了将负荷阻抗模与系统等值阻抗模之比作为电压稳定性指标,该指标能快速估计节点电压稳定性.通过IEEE300节点系统算例,验证了该分析方法是一种简单、快速、有效的方法,且可应用于电力系统电压稳定性的实时监控.     

计及负荷特性的电压稳定安全指标快速计算

本文提出了计算电力系统电压稳定安全指标的新算法，该算法计及了负荷特性的影响，采用参数随运行状态变化的负荷模型，以负荷中动态荷部分的有功功率最大作为临界点判据，并在网络求解中负荷采用导纳模型来克服临界点附近潮流收敛的困难。本文还给出了７节点系统和３１节点系统的算例。     

一种基于电压静态稳定性的电力系统自复性指标

本文针对电力系统的运行稳定问题,提出了一种综合的系统电压自复性指标。该方法结合了系统潮流方程的降阶雅克比矩阵最小特征值以及L指标,既能考虑到系统整体的电压裕度,又反映节点的电压稳定性,能够在直观、全面地体现系统当前运行状态距离崩溃点的距离的同时,对系统的状态变化进行监测。该评价方法在IEEE30节点系统模型与某实际电网模型进行测试,仿真结果表明该指标能够在系统负荷变化时较好地体现系统运行稳定性的波动。     

基于功率传输路径的在线电压稳定性评估新方法

电压失稳本质上是一种局部现象,系统的电压稳定程度可以由最易于电压失稳的功率传输路径的电压稳定性来表征。文中应用局部电压稳定性指标确定薄弱负荷节点,并借助电气距离信息,从无功、有功传输路径两方面确定路径参与节点和关键功率源点,得到系统功率传输的薄弱路径集,通过等值判别最弱功率传输路径,将该路径的电压稳定性指标与关键发电机的无功储备指标相结合,评估整个系统的电压稳定程度。新英格兰10机39节点算例系统的仿真结果表明,该方法速度快、精度高,适合于在线应用。     

A new node voltage stability index based on local voltage phasors

The paper proposes an equivalent system model (ESM), which includes effects of both local network and system outside the local network. A new node voltage stability index called the equivalent node voltage collapse index (ENVCI), which is based on ESM and uses only local voltage phasors, is presented. The main advantages of ENVCI are accuracy in modeling and calculations, and ease in real time or on-line applications. The simulation results show that the ENVCI can identify not only the weakest node (bus) causing system instability but also the system voltage collapse point when it is near zero. This feature enables us to set an index threshold to monitor and predict system stability on-line so that a proper action can be taken to prevent the system from collapse.