基于实用动态安全域的电力系统安全性综合控制

基于实用动态安全域（PDSR）的边界可用超平面表示的事实及扩展实用动态安全域临界面的迁移规律,给出了一种最优安全性综合控制的新方法.该方法以综合控制总成本为目标函数,以超平面形式的不等式为暂态稳定约束,将安全性综合控制问题归结成一个最优化问题.针对该优化问题的特点,提出了一种＂积极约束松弛法＂的优化策略,它能将预想事故集分解成使控制总成本最小的2个子集,并分别由预防控制和紧急控制保证其中事故的安全性.在新英格兰10机39节点系统上的仿真算例验证了文中所提优化策略的有效性,也表明综合控制方案远比纯预防控制方案和纯紧急控制方案经济.     

基于有功功率小扰动分析的动态安全域求解

动态安全域(DSR)的暂态稳定边界可以近似表示为超平面,由此提出了一种DSR的快速求解方法.该方法分别对事故前系统的稳定运行点、事故中系统的故障轨迹和事故后系统的暂态稳定性进行有功功率的小扰动分析,然后依据整个暂态响应过程中状态变量的连续性,将不同阶段的分析结果联系起来,最终推导出了超平面形式的DSR解析表达式.应用暂态能量函数分析给出了注入空间上的实用动态安全判据,以此来量化暂态稳定性指标,从而实现对事故后系统的有功功率小扰动分析.该方法的有效性在New England 10机39节点系统上得到了验证.     

电力系统动态安全域的实用解法

近年来，电力系统动态安全域（DSR)已越来越为人所接受，它可以提供更为丰富的安全信息，有着广阔的在线应用前景。该文基于暂态能量函数分析，推导出一种新的求取实用动态安全域(PDSR)的方法。通过大量的数值仿真计算表明，实用动态安全域(PDSR)可由描述各节点注入功率上、下限的垂直于坐标轴的超平面和描述暂态稳定性临界点的超平面围成。基于此事实，该文给出了一种快速计算对应于临界暂态稳定的边界超平面的直接法。这种方法是将溢出点处的暂态稳定域边界法矢量近似为常数，并通过线性化把事故后系统轨迹的切向量表示为注入功率的线性函数，然后依据在临界注入下两者之间的正交性，推导出了超平面型式PDSR边界的解析表达式。在新英格兰10机39节点系统上的测试结果表明了这种方法与数值仿真方法的一致性。     

一种暂态稳定紧急控制策略筛选法

针对电力系统紧急控制优化决策中遇到的候选控制措施数目过于庞大,影响在线搜索速度的问题,利用电力系统实用动态安全域的基本性质和紧急控制的基本规律,提出了一种候选控制措施筛选法。该方法首先精确计算几个基本控制措施的有效性指标,然后利用基本控制措施的有效性指标对其它候选控制措施的有效性进行线性估计,并利用估计值来筛选候选控制措施集,排除掉大量无效控制措施,减小候选控制措施集的规模,再对剩余的有效控制措施进行优选,得出最优措施。在新英格兰系统上的应用,证明了该筛选法可以有效减小候选控制措施的数目,特别是在考虑多个节点多级控制措施复合操作的情况下,搜索速度显著提高。     

基于OTS的停电模型及其自组织临界性分析

根据自组织临界理论和考虑基于暂态稳定约束的最优潮流(OTS),建立了电力系统连锁故障和停电模拟模型.该模型涵盖暂态、潮流以及网络规划3个时间尺度的电力系统动态过程,既可模拟电力系统连锁停电过程,又可从宏观上研究和揭示电网演化的自组织临界特征.进一步基于稳定域边界的暂态稳定裕度指标评估系统的稳定性,并利用该指标的灵敏度信息将微分-代数方程描述的暂态稳定约束转化为代数约束,从而可以针对随机产生的预想故障设计相应的预防和紧急切机控制措施.新英格兰系统的仿真结果验证了所建立的模型的有效性.     

用动态安全域法决定暂态稳定紧急控制措施初探

动态安全域（DSR）法是动态安全分析与控制的一种新方法，它具有时域仿真法与直接法所不具备的“域”的特点，采用DSR法来确定暂态稳定紧急控制措施，在定义了相应的测度之后，根据测度给出了两类算法－最少控制点法与综合控制法，由这些算法可以快速确定切机或切负荷量的大小，算例验证了算法的有效性。     

基于动态安全域的电力系统暂态稳定预防控制、紧急控制及其协调

针对预防控制和紧急控制之间的互补性特点,建立了预防控制和紧急控制协调控制优化问题的数学模型,并在基于扩展等面积准则的动态安全域的基础上,提出了预防控制措施和紧急控制措施搜索算法以及协调控制的优化策略.在进行预防控制措施搜索时,利用适应度函数解决了失稳模式冲突所带来的初始可行解难以求解的问题,全面反映了不同故障不同失稳模式的动态安全域交集的分布.提出的紧急控制措施搜索算法根据切机搜索过程中失稳模式的改变情况来改变最优切机点,避免了切机负效应的影响.最后在8机32节点的系统上进行的算例验证了所提方法的正确性.     

基于PEBS法的暂态能量裕度灵敏度快速计算

提出了一种基于PEBS法暂态稳定分析的能量裕度灵敏度计算方法.该方法以系统故障前稳定平衡点作为暂态势能参考点,沿持续故障轨迹采用数值方法计算暂态势能.在系统持续故障仿真和灵敏度动态方程计算过程中,引入高阶Taylor级数展开技术,可以在保持计算精度的前提下提高计算步长,显著提高计算速度.将到达临界势能点的判据展开以时间为自变量的多项式形式,通过解方程求得到达临界势能点的时间,从而快速确定临界势能点的位置.提出的能量裕度灵敏度分析方法包括两方面:计算故障前机组机械注入功率变化对能量裕度的灵敏度,用于指导预防控制;计算故障切除后的控制措施对稳定裕度的影响,用于指导紧急控制.New England 10机系统算例验证了该方法的有效性.     

基于广域轨迹信息的多机系统暂态不稳定性快速预测方法

广域动态信息系统的建设和同步相量测量技术的发展为实时监视和预测电力系统暂态稳定性奠定了物质基础,采用广域动态轨迹信息协调决策全网紧急控制措施的实施会大大提高控制措施的正确性和有效性。文章提出了一种基于轨迹几何特征识别多机系统暂态不稳定性的方法,并利用结构保持模型下的暂态能量函数分析了所提方法的正确性。算例结果表明该方法具有较高的可靠性和较少的计算量,对系统模型参数有较强的鲁棒性,有望用作基于新一代广域测量系统(WAMS)的暂态稳定紧急控制的启动判据。     

基于轨迹几何特征的暂态不稳定识别

提出一种基于实时测量的暂态不稳定在线识别方法,其能够用于触发某一类离散紧急控制措施。该方法通过在每一采样时刻观测等值系统故障后轨迹的几何特性,提前判别系统的稳定性,预测系统稳定性的最佳模式在每一采样时刻动态决定并刷新。与以往扩展等面积准则不同,该方法无需计算等值系统的不稳定平衡点,能够克服在静态扩展等面积法则中使用的一些假设限制。使用IEEE 50机测试系统算例证明了该方法对于识别复杂区间同步失稳问题的可靠性和有效性。     

交直流电力系统暂态安全稳定在线紧急控制策略并行算法

针对在线策略优化约束和控制措施考虑不足以及计算速度无法满足在线要求等问题,基于参与因子、综合电气距离、无功电压灵敏度及安全稳定裕度,提出了直流系统功率紧急调制、切机、切负荷和局部电网解列的量化控制性能指标和两阶段在线策略优化集群计算方法。在各阶段计算中,依据控制措施性能指标进行措施组合,形成计算任务,按控制代价对计算任务排序形成调度队列,提交集群系统进行并行计算。首先计算暂态功角稳定紧急控制策略,实现直流紧急调制与切机和匹配切负荷的协调;然后,在暂态功角稳定策略的基础上,进行暂态电压和频率安全稳定策略的计算,实现暂态功角稳定控制与暂态电压和频率安全稳定控制的协调。仿真实例验证了算法的有效性。     

多直流馈入受端电网两段式频率安全紧急控制策略研究

直流输电容量的不断提高,在一定程度上增大了多直流馈入受端电网频率安全风险。分析故障后动态频率变化典型特征,结合频率安全控制目标,提出两段式频率安全紧急控制策略。第一阶段以故障后动态过程最低频率满足要求作为目标制定控制策略,第二阶段以故障后稳态频率满足要求作为目标制定控制策略。结合多直流馈入受端电网中频率安全紧急控制资源的特点,研究分析两段式频率安全紧急控制策略制定问题,提出制定控制策略的基本原则、步骤和需要的关键信息。用实际电网数据,仿真分析两段式紧急控制策略的效果。研究结果表明,两段式紧急控制策略能够实现故障后全过程频率紧急控制控制目标的协同。     

基于动态安全域的最优时间紧急控制策略算法

紧急控制是电力系统安全的重要防线,对维持故障及大扰动下系统暂态稳定有重要作用。对电力系统紧急控制的大量仿真表明,当系统遭遇故障多摆失稳时,电力系统事故后紧急控制时间对系统稳定性影响在时间域上是非线性的。基于动态安全域理论对紧急控制时间影响进行量化比较,并提出一种改进的故障后系统最优紧急控制策略计算方法。该方法考虑了紧急控制策略时间维度的优化,能量化反映在多摆失稳情况下紧急控制时间对系统的影响,并计算最优集中紧急控制时间及切除量。IEEE10机39节点系统仿真结果表明,新算法可以优化控制策略,减少控制成本。     

基于分散逻辑的UPS逆变电源并联控制技术

UPS的并联冗余运行不仅可提高电源系统的容量,还可提高系统的可靠性。提出了一种基于分散逻辑的UPS逆变电源并联控制方案,并详细分析了电压型逆变电源并联运行控制过程中的电压和电流特性。试验结果表明,各模块均流效果好,控制策略可行。     

一种安全稳定紧急调控在线预决策方法

特高压交直流系统安全稳定特性复杂,在严重多重故障下可能存在较大事故风险,需要采取预防措施进行控制。对于实时性要求不太高（分钟级）的安全稳定问题,及时有效的故障后紧急调控可以避免预防控制防御代价过大的问题。为了弥补目前调度运行人员采用的离线调度预案和校正控制实时决策计算的不足,提出了一种安全稳定紧急调控在线预决策方法。采用预想故障时域仿真的中长期变步长计算方法,通过各母线频率电压波动判断准稳态运行状态并形成运行方式,通过求解安全稳定约束优化函数获得预决策策略,实际故障发生后通过故障形态和安全稳定问题匹配预决策策略进行紧急调控,某实际电网的算例验证了该方法的有效性。     

Calculation of weighting factors of static security indices used in contingency ranking of power systems based on fuzzy logic and analytical hierarchy process

Contingency screening and ranking is one of the most important issues for security assessment in the field of power system operation. The objective of contingency ranking is to quickly and accurately select a short list of critical contingencies from a large list of potential contingencies and rank them according to their severity. Then suitable preventive actions can be implemented considering these contingencies that are likely to affect the power system performance. In this paper a novel approach is presented for contingency ranking based on static security assessment. This method employs weighted performance index with the application of fuzzy logic based analytical hierarchy process in order to select appropriate weighting factors to be imposed. The proposed method is applied to IEEE 30 bus system and the results are presented.     

模块化多APF并联环流抑制研究

为研究解决模块化多APF的并联运行系统中的环流问题,根据环流产生的原因,提出了环流抑制的控制策略。正序、负序和零序协调控制的策略能够通过PI调节对装置电流大小进行调节从而消除环流,预测控制策略本身存在的超前特性能够消除信号延迟带来的装置电流相位差异,从而达到消除环流的目的。仿真结果验证了控制策略的可行性和有效性。     

Dynamic preventive control for power system using transient stability assessment based on pattern recognition

To maintain power system security, the authors are developing an integrated security monitoring and control (ISMAC) system which consists of the three main functions: security monitoring, preventive control and emergency control. This paper focuses on the dynamic preventive control which deals with the transient stability immediately after the contingency has occurred. The proposed method is based on the transient stability assessment using the pattern recognition with two-dimensional feature space. Therefore, a preventive control strategy can be obtained rapidly. An index which represents the severity of the contingency quantitatively (security index) is defined by the distance from a linear decision surface which divides a feature plane into a stable and an unstable region. Further, this method has also the advantage that it is possible to consider the effect of the control devices or damping to some extent and specify the operator demand for stabilization flexibly. The effectiveness of the proposed method is ascertained through numerical examples for model power systems.     

基于瞬时电感电流控制的无线并联逆变系统

常规逆变电源并联系统含有控制联络线,组网不便,干扰严重。本文设计了一种数字化无线并联控制系统,针对逆变电源输出阻抗中阻性分量对系统功率特性的影响,采用基于电感电流反馈的逆变电压瞬时双闭环控制对系统输出阻抗特性加以改善,从而保证了功率下垂理论的正确应用。研制的两台DSP控制1kW逆变电源样机,成功地实现了无线并联运行。     

弱联工业企业电网两阶段紧急控制方法

工业企业电网负荷具有感应电动机占比高和功率因数低的特点，当同主网唯一的联络通道故障开断时，工业企业电网失稳风险突出，给紧急控制带来严峻挑战。首先，从网架、负荷和技术人员需求等方面阐述了工业企业电网的特点。并基于选用的负荷仿真模型，分析了短路故障下工业企业电网的电压频率耦合特性以及传统紧急控制措施的适应性。其次，针对故障后需要避免暂态低压高频和稳态过压低频的紧急控制需求，研究了考虑设备保护和系统保护并行动作，以及电气量响应驱动的应对策略，提出了工业企业电网两阶段紧急控制方法。最后，基于某实际工业企业电网验证了所提方法的可行性和有效性，表明通过优化控制时机可协调暂态低压快速恢复和稳态过电压的矛盾。