求解暂态稳定约束最优潮流的混合算法

借助单机无穷大母线等值建立严格稳定判据,将轨迹灵敏度和微分进化技术结合起来求解暂态稳定约束最优潮流问题。以临界稳定功角作为暂态稳定约束功角阈值,并用预测失稳时刻修正功角阈值,提高了功角阈值的准确性和优化精度。按照单机无穷大母线等值,将故障分为稳定故障、极度稳定故障、一般不稳定故障和极度不稳定故障,将极度稳定故障从暂态稳定约束中剔除,省略相应灵敏度计算。为充分发挥改进轨迹灵敏度法的快速收敛特性和微分进化算法较强的全局搜索能力,提出将两者适当结合构造求解多故障暂态稳定约束最优潮流问题的混合算法。所提微分进化种群规模和计算量大大减小;含不稳定故障规格化稳定度的评价函数值更能综合反映种子的安全经济指标。在3机和10机试验系统上验证了所提算法的高效性和实用性。     

单相重合时序对特高压交直流并联系统暂稳影响的机理分析

重合闸时序对特高压交直流并联系统暂态稳定性有较大的影响,为探讨其内在机理,构造了单机特高压交直流并联输电无穷大系统,采用开关函数法推导出直流系统的等值交流阻抗,得到了系统电磁功率的解析表达式.通过分析一回交流线路发生单相永久接地故障、故障相跳闸、故障相重合于永久故障、三相跳闸的整个过程中发电机的功角变化特性,利用等面积法则从机理上阐述了重合时序对系统功角稳定性的影响.提出了单相重合时序设置判据,即使系统等值阻抗较小的一侧首先重合,以期减小系统的加速面积,提高并联系统的暂态功角稳定性.在单机特高压交直流并联无穷大系统和2010年南方电网中,对该判据的正确性和有效性进行了仿真验证.     

暂态稳定视角下的重合时序整定策略

结合电力系统中普遍应用的离线计算和准实时控制方案,以及超实时预测和控制方案,提出了暂态功角稳定和暂态电压稳定视角下的离线、准实时和超实时重合时序整定策略.超实时整定策略根据广域测量系统(WAMS)提供的故障线路两端断路器跳闸后的实测受扰轨迹,采用最小二乘法对导纳参数进行在线辨识,实现对导纳阵的实时跟踪,用其来预测重合闸的功角和母线电压变化轨迹,提高预测精度,从而得到优化的重合时序方案.数字试验表明该策略正确、有效.     

基于相轨迹分析的实用动态安全域构建方法

随着广域量测系统的广泛应用,出现了基于相轨迹分析的暂态稳定性判别方法,由此提出了一种基于相轨迹的实用动态安全域(practical dynamic security region,PDSR)快速构建技术。以单机无穷大系统为例展示了相轨迹灵敏度比传统功角灵敏度具有更好的线性拟合效果,并将其推广应用于多机系统。基于相轨迹的判稳分界函数,通过分析注入空间参数改变时发电机功角与角速度的变化情况,识别影响系统稳定性的主导失稳机组。进而,根据判稳分界函数和注入空间参数改变量之间的灵敏度关系,围绕主导失稳临界点构建实用动态安全域。文中提出方法的有效性在新英格兰10机39节点系统中得到了验证,分析表明该方法利用功角和角速度组成的相轨迹数据,在计算的快速性、适用性等方面具有良好的应用前景。     

基于WAMS预测的电力系统优化切负荷研究

针对当前电力系统暂态稳定控制措施耗时长,难于在线应用的情况,提出了一种基于广域测量系统(WAMS)预测的电力系统优化切负荷策略.利用WAMS提供的数据列,对系统中各发电机功角8进行数值处理预测故障发生后未来时刻8的运行轨迹;提出利用功角预判轨迹计算不平衡功率的新思路,量化故障造成的系统不平衡功率;借助改进的FVSI电压...     

三相重合时序对系统暂态稳定性影响的机理分析

发现合于永久故障时,三相重合闸时序对系统暂态稳定性有较大的影响,以单机无穷大系统为例探讨其机理.考虑故障点位置变化.计算分析了交流线路从发生三相短路至三相断路器跳闸、三相重合于永久故障直到后加速三跳的整个过程中发电机至无穷大系统间的等值电抗,进而推导出系统电磁功率的解析表达式.由此发现合于永久故障时,系统复合序网的构成与连接、系统转移电抗及电磁功率幅值均取决于重合时序. 利用等面积法则从机理上剖析了三相重合时序对系统功角稳定性的影响.并据此提出了由等值电抗较小一侧首先重合的策略.鉴于多机系统中转移电抗求取面临一定困难,提出了离线计算与在线整定相结合的实用整定策略,仿真结果表明该策略正确、有效.     

虚拟同步机功角稳定的参数空间分析

虚拟同步机技术旨在控制逆变器,使其模拟传统同步发电机的运行特性。该文基于单机无穷大系统下的二阶虚拟同步机动态模型,对系统暂态功角稳定性及其相关机理进行分析。提出全局范围内的参数空间,并对参数空间中逆变器系统可能存在的功角稳定性质进行分析与实时仿真验证。此外,基于上述分析结果,提出一种简单的分岔轨迹塑性控制,通过在紧急情况下调整控制参数,消除造成暂态功角失稳的吸引子,从而增强系统的稳定性。     

基于支持向量机和长短期记忆网络的暂态功角稳定预测方法

为实现暂态功角稳定性及功角轨迹的预测,提出一种支持向量机(SVM)与长短期记忆(LSTM)网络相结合的预测方法。根据系统动态特性构造暂态特征变量,采用SVM训练暂态稳定性分类器,对暂态稳定进行初步评估;利用LSTM网络对分类器评估的失稳样本进行发电机功角轨迹预测,提前发现失稳机组,减少误判样本数。通过IEEE 10机39节点系统产生训练样本并对所提方法进行测试,结果验证了所提方法的快速性和精确性。     

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。     

双馈风力发电机功角暂态行为及其控制策略

为研究电网扰动下双馈风力发电机(DFIG)暂态行为和抵御电网扰动的技术措施.针对单机无穷大系统,定义了DFIG功角并分析其暂态行为.由于DFIG的功角与转子位置无关,其暂态行为是电磁暂态过程,故具有快变特点.在电网故障扰动下,DFIG的功角可能大幅变化,通过相量图分析发现功角大幅变化是导致机端电压严重跌落和转子过载的主...     

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。     

重合时序对交直流混联输电系统暂态稳定裕度的影响

单相重合闸技术可以提高供电可靠性，但合于永久故障时是对系统的又一次冲击，因此研究重合的时序对系统暂态稳定裕度的影响是十分必要的。文中以南方电网2005年丰大运行方式下安顺—天生桥500 kV线路发生单相接地短路为例，在未有效区分永久故障和瞬时故障的前提下，以FASTEST为仿真工具，考查了重合闸时序对系统暂态稳定裕度的影响。仿真研究表明，改变线路两侧轮流投入无压检定的做法，由线路非故障侧投入无压检定首先重合，不仅可以较大幅度地提高系统暂态功角、电压和频率稳定裕度，也可以改善2次切断短路电流的断路器的工作条件。并提出了一种与故障测距算法相结合的在线修正线路两侧投入重合闸顺序的方案，以期减少重合于永久故障时对系统的再次冲击，提高系统的暂态稳定性。     

计及暂态稳定约束的电厂送出系统重合闸时间整定方法研究

基于我国现行的安全稳定导则,发电厂送出线路的重合闸时间可能直接影响电厂的送出能力。为保证电厂送出能力不因重合闸时间整定不合理而降低,建立了考虑重合闸时间对系统暂态稳定性影响的数学模型。应用EEAC(Extended Equl-Area Criterion)暂态稳定量化分析方法研究了考虑重合闸时间的电厂送出系统暂态稳定特性,提出了一种计及暂态稳定约束的电厂送出系统重合闸时间整定方法。实际系统仿真表明,利用该方法能快速确定重合闸时间整定的合理区间,保证重合闸时间整定值满足系统暂态稳定要求。     

基于集成深度置信网络的精细化电力系统暂态稳定评估

为了进一步提高电力系统暂态稳定的预测精度及给出更精细化的评估结果,将深度学习与电力系统暂态稳定相结合,根据故障切除后发电机功角"轨迹簇"特征,提出一种基于集成不同结构的深度置信网络(DBN)的精细化电力系统暂态稳定评估模型。该模型的基分类器DBN能够有效地利用深层架构所具有的特征提取能力,充分挖掘出输入特征与暂态稳定评估结果之间的非线性映射关系。在新英格兰10机39节点系统上的实验结果表明,该方法不仅优于浅层学习框架,也比部分深度学习模型的性能更加优越。除此之外,该集成DBN算法不仅有较高的预测精度,而且可以有效地评估系统的稳定裕度和不稳定程度等级;在部分同步相量测量装置信息缺失以及含有噪声时,表现出较强的鲁棒性。     

基于支持向量机的在线暂态稳定故障筛选

为了满足在线暂态稳定评估计算时效性要求,基于历史大数据提出了一种采用支持向量机的暂态稳定预想故障筛选方法。结合扩展等面积准则暂态稳定量化评估方法,基于系统功角稳定模式和机组参与因子选择特征量,按照关键特征量将历史运行方式聚类,针对失稳样本分布分别采用分类和回归2种预测方法,在预测模型适用性判别和模型匹配基础上获得稳定裕度预测值、分类稳定预测结果和可信度量测,采用交互式并行计算进行在线暂态稳定故障筛选,可以在较大程度上避免SVM暂态稳定评估方法固有的误判情况。基于某实际电网的算例验证了所提方法有效性。     

基于历史数据聚类分析的暂态功角稳定故障筛选

大电网中有上千个暂态稳定故障,若对每个故障分别进行暂态评估,难以满足在线评估对时间的要求。为了满足电网在线暂态安全稳定评估快速性的要求,提出了一种基于电网运行历史数据聚类分析的暂态功角稳定故障筛选方法。基于历史数据中的电网运行方式和暂态功角稳定评估结果,提取关键特征量,通过计及稳定模式的矢量量化方法确定聚类数和初始聚类中心,采用K中心点算法对聚类中心进行优化。针对分类后暂态功角稳定的考察故障快速估算其暂态功角裕度,最后得到包含暂态功角失稳和估算裕度低于门槛值的故障组成的用于暂态稳定分析计算的严重故障集。通过对实际省级电网运行历史数据的聚类分析,验证了所述方法的有效性和实用性。     

基于网络信息的瞬时性故障最佳重合时刻的整定方法及其实时预测

在支路暂态势能函数的基础上,根据暂态能量在网络中的分布与系统稳定性之间的关系给出了仅依赖于网络局部信息的瞬时性故障的最佳重合时刻的整定方法。仿真结果表明该方法能改善系统暂态稳定水平,有效抑制系统振荡。用自适应滤波的时间序列自回归(AR)模型预测算法对此最佳重合时刻进行实时预测。     

基于EEAC的重合闸最佳时刻的计算

输电线路的重合器时刻对于重合闸完成后系统的稳定性有明显的影响。即使是重合于永久性故障,只要在最佳时刻重合闸同样可以显著改善系统的稳定性。线路的最佳重合时刻随系统的运行方式,为了在线计算线路故障后的最佳重合时刻,文中将ＥＥＡＣ理论用于最佳重合时刻的计算。为实际系统的仿真表明,用ＥＥＡＣ等值实时计算最佳重合时刻是可行的。     

电力系统参数空间暂态稳定边界构建及在线快速更新方法

为适应在线暂态稳定分析与控制,提出了一种电力系统参数空间中的暂态稳定边界构建及快速更新方法.对于给定的关键故障和既定故障前后的网络拓扑结构,首先,基于横向可扩展的宽度学习系统,构建了极限切除时间与电力系统参数之间的映射关系.为提高实际故障切除时间阈值附近的预测准确率,通过构建二次比例因子对临界误差进行修正.然后,结合预设故障切除时间阈值确定相应暂态稳定边界,并评估当前系统的稳定裕度.最后,在保证暂态稳定评估准确性的基础上,基于增量学习方法提出了无须重新训练全部网络的在线快速更新策略.通过对IEEE 39节点测试系统和中国南方电网实例系统仿真分析发现,所构建模型能够对系统暂态稳定性进行准确评估,并具有良好的泛化性能.同时,快速更新策略可在保证预测准确率的情况下,大幅减少模型更新时间,为在线暂态稳定评估提供了支撑.