基于改进解析法的小范围动态安全域搜索方法

由于目前动态安全域搜索方法用于概率安全指标计算结果会存在一定的误差,基于正态分布函数的快速衰减特性,提出了动态安全域(DSR)的小范围搜索方法。首先搜索DSR边界超平面的估计值,据此确定一个搜索的小范围,然后在这个小范围内利用改进解析法计算DSR边界的近似超平面。新英格兰10机39节点系统上的算例误差为4.5%,说明所提方法是合理可行的。     

基于递归优化的预测学习控制算法

随机动态过程随着过程参数的变化而难于控制。由于过程的不确定性，使得动态跟踪控制不能实现。为优化过程控制以及为保还动态过程控制的鲁棒性，有必要实施更为优越的控制算法。以实现对过程变化参数的动态跟踪，达到稳定动态过程输出的目的。该文给出了针对这类不确定过程的一种最优控制算法。通过预测器的简化算法，构建了最优控制的目标函数。应用非参数模型的对称相似结构原理与迭代学习算法相结合，完成了一种递归优化的预测学习控制算法。通过仿真分析验明了所给控制算法是成功的。实际应用结果表明，这种算法适合于一类不确定过程的动态跟踪控制。     

线路两端不同时跳闸对动态安全域的影响

通过大量数值仿真实验,研究发生三相短路的线路两端不同时跳闸对动态安全域(DSR)的影响,并得出了3条经验规律:不同跳闸时间差下DSR超平面的近似平行;DSR范围随跳闸时间差增加而单调递减;DSR超平面间的距离与不同跳闸时间差的近似线性。暂态稳定极限与不同跳闸时间差的关系也满足单调性和近似线性。基于上述经验规律给出一种计算不同跳闸时间差下DSR边界的简化算法。新英格兰10机39节点系统的仿真验证了上述结论和方法的正确性。     

重合闸时刻对动态安全域的影响及最优重合时刻实用算法

自动重合闸对提高电力系统稳定性和供电可靠性具有重要意义。对发生短路后重合闸时刻对动态安全域(DSR)的影响进行研究。通过仿真,发现了重合闸时刻变化时DSR边界的近似平行特性和DSR边界测度曲线的极限性、平滑性、饱和性等经验规律,并验证了重合闸最优时间窗口的普遍性,在窗口内整定重合闸时刻可显著提高输电线路暂态稳定约束下的功率传输极限。据此提出一种计算最优重合闸时刻的快速实用方法。新英格兰10机39节点系统的仿真证明了理论的正确性和方法的有效性。该研究成果拓展了动态安全域理论的适用范围。     

基于扩展等面积准则的电力系统动态安全域

基于扩展等面积准则(EEAC)的量化能力，该文提出一种新的构建电力系统参数空间中动态安全域(DSR)的方法。该方法从初始运行点出发，通过迭代确定系统失稳模式随参数变化的情况。对每一种潜在的失稳模式，搜索其动态安全域边界上的一个点，根据临界点处的法向来求解用于模拟动态安全域边界的超平面。考虑到临界点处法向对系统的某些参数比较敏感，该文还导出临界点处与法向平行的参数灵敏度向量，用以代替临界点处的法向。对于当前运行点，通过寻找该点的参数改变方向与各临界点处的参数改变方向的夹角的最小值来确定匹配的模式，从而根据该模式的超平面系数来判断运行点的稳定性。最后在8机32节点的系统上对所提出的方法进行验证。     

基于动态测度的电能质量扰动检测

将动态(Dynamics，以下用Dyn表示)测度有关概念引入电能质量研究领域以分析各种扰动信号。提出一种高效的Dyn测度算法，该算法能够准确检测信号的所有极值点，并计算其Dyn测度。通过分析扰动信号极值点的Dyn测度，发现扰动信号畸变点的Dyn测度与信号峰，谷点的Dyn测度差别较大，根据二者差异可以有效识别信号的畸变点。基于此提出了一种新的扰动检测方法。应用新方法对多种实测和仿真扰动信号进行检测，结果表明提出的新方法是正确的、有效的。     

基于测度分析及模糊集理论的单相自适应重合闸研究

提出一种基于模糊集合理论的电力系统单相自适应重合闸优化算法。该算法能够正确进行瞬时故障与永久故障的区分。当瞬时性故障发生时，在短路点电弧熄灭后的恢复电压阶段，断开相各电气量的关系与永久性故障将有本质的不同。在详细分析断开相工频电气量的基础上，用滤波后的采样值对4种判据建立3种相似性测度及模糊隶属函数：用绝对值指数法确定幅值的隶属度，用相关系数测度建立2种相位判据的隶属度，用数量积法确定功率方向的隶属度，并进行模糊综合故障性质识别。给出了相应的模糊数学模型。经过大量仿真试验，获得了满意的效果。     

发电机旋转整流器故障的分形和动态测度诊断

针对励磁机励磁电流频谱存在的故障频率成分随机偏移、不便于在线提取的问题,结合分形理论与动态测度的概念提出了一种无刷发电机旋转整流器故障诊断方法.根据励磁机励磁电流采样信号的特点,确定了分形无标度区,给出了盒维数算法.分析了噪声环境下信号极值点和动态测度的关系,得到了励磁机励磁电流信号波动幅度的算法.最后通过盒维数-波动幅度的平面投影图来检测和识别故障.对实验波形的计算结果表明,盒维数能够定量描述波形的复杂度和不规则度.运用动态测度可以快速准确地得到波形的波动幅度.盒维数和波动幅度相结合能够识别不同故障情况下励磁机励磁电流的时域波形特征,且诊断结果对发电机转速的随机偏移不敏感,算法计算量小,克服了传统谐波分析方法的不足.     

风火打捆送出系统动态安全域边界线性近似方法

采用电力电子接口的风力发电机动态特性与同步机差异很大,传统的动态安全域(dynamic security region,DSR)边界解析法主要针对电源为同步机的系统,不适用于风电接入系统。基于能量裕度对电源出力的灵敏度,提出了一种风火打捆送出系统DSR边界线性近似的解析方法。建立了适用于机理分析的风火打捆送出系统动态模型。分析了风火打捆送出系统DSR边界的性质,包含暂态功角失稳和暂态电压失稳两个不同的组成部分,分别有不同的线性近似表达式。风电渗透率低时系统失稳模式为暂态功角失稳,DSR边界线性近似的推导过程和传统方法一致。风电渗透率高时系统稳定域边界包含奇异面,失稳模式为暂态电压失稳,基于系统临界稳定时的相切条件推导了临界能量,获得能量裕度对电源出力的灵敏度,并求解DSR边界的线性近似表达式。综合两部分边界获得了完整的DSR边界线性近似。与逐点时域仿真的结果进行了对比,结果验证了上述方法的有效性。     

含大型光伏电站的动态安全域

从域的角度研究大型光伏电站对电力系统暂态稳定性的影响,用等容量的光伏电站替换常规发电机,计算含大型光伏电站的动态安全域(LPV-DSR)。通过对典型电力系统的大量仿真发现LPV-DSR边界仍可以用超平面拟合。通过与接入光伏电站前系统的DSR进行比较,得出3条经验规律:LVP-DSR边界与接入光伏电站前系统的DSR边界近似平行;从利于系统暂态稳定性的角度看,光伏电站换流器的最佳控制策略为定有功功率控制和定交流电压控制;同一种控制策略下,DSR范围随着接入系统光伏容量的增大而单调变化。     

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.     

基于概率不安全指标的暂态风险评估

电力系统规模的不断扩大和电力市场改革的进一步推进,给电力系统的安全稳定运行构成了威胁,因此对电力系统进行暂态稳定评估,了解系统真实的运行状况,具有重要的现实意义。以动态安全域为分析手段,提出了基于概率不安全指标的暂态风险评估模型,兼顾了电力系统运行的安全性和经济性,将系统的运行状况量化为一个经济指标。IEEE 4机11节点系统算例说明了该模型的有效性。     

求解电力系统动态安全域的改进解析法

电力系统动态安全域是电力系统安全性研究的重要方面,其解析法求解速度很快,但误差较大。大量计算发现,解析法求得的安全域边界超平面系数和传统的拟合法求得的系数之间有较强的相关性,据此提出了求解电力系统动态安全域的改进解析法。首先在一个临界注入点处通过解析法计算得到一组平面系数,然后根据相关性和其它临界注入点的安全性信息,得到该组系数与真实值之间的偏移值,最后得到该系数的改进值。该方法在保留解析法快速性特点的基础上,显著减小了计算误差。用新英格兰10机39节点系统算例进行验证,最大误差由改进前的4.08%减小到0.50%,表明所提方法是有效的。     

一种新的水火电力系统优化潮流模型

提出了一种新的水火电力系统的优化潮流模型,该模型以最小化燃料费用和污染排放量为目标。模型中的约束条件考虑了网损和系统稳定性2个方面,其中网损用发电量和发电量转移分配系数表示,系统的暂态稳定性和静态电压稳定性分别用动态安全域和静态电压稳定域的方式表示。该文还就目标函数中考虑燃料费用和污染排放比例关系进行了研究。优化模型的雅克比矩阵由网损和各节点发电量之间的灵敏度因子以及动态安全域和静态电压安全域的系数构成。该模型的求解使用牛顿-拉夫逊迭代法实现,并采用一种新的初值设定方法以提高计算的收敛特性。通过2个标准系统算例验证了该模型的有效性。     

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。     

电力系统实用动态安全域及其搜索方法的改进

电力系统动态安全域（DSR）可为电力系统提供更为丰富的安全信息．实现电力系统的在线安全性评估与优化。经过大量的仿真实验发现,应用现有的搜索动态安全域临界超平面方法所得到的结果与理论分析得到的结果存在着很多差异。为此,分析了某些情况下应用现有实用动态安全域搜索程序昕得结果存在偏差的原因,给出其理论上的解释。并通过增加非独立节点（一般选取平衡节点作为非独立节点）约束条件和改进相应的搜索方法解决了出现的偏差问题。完善了实用动态安全域（PDSR）的方法。并在CEPRI-36节点交直流混合系统和太平洋联络线交直流并联输电系统算例上进行了验证,得到了满意的结果。改进后的实用动态安全域及其搜索方法使动态安全域超平面的搜索更加精确,对实际系统更具有指导意义。     

基于动态安全域的电力系统安全概率评估模型

针对电力系统安全性问题特性,提出一种基于动态安全域的安全概率评估模型。模型核心是不安全概率指标,并通过该指标来表征各电力元件以及整个电力系统的安全性状况。概率方法的引入,使得模型不仅计及系统中各种主要的不确定性因素,而且对系统的安全状况进行了定量的描述。动态安全域理论大大降低了安全概率评估的计算量,使得该模型具有实用性。评估结果可以用于指导运行人员在安全控制中制定正确的决策。用新英格兰10机39节点系统(New England 10-generator 39-bussystem)对该模型做了验证。     

Preventive and corrective control applications in power systems via Big Bang–Big Crunch optimization

This paper proposes a new method of optimization, the Big Bang–Big Crunch (BB–BC) method, for the optimization of preventive and corrective control actions to enhance the dynamic security of a power system against transient instabilities. The control actions, generation rescheduling and load shedding, are considered as constrained optimization problems with static and dynamic security constraints. These optimization problems are solved through the BB–BC method to minimize some operational costs related to the control actions. To reduce the size of the search spaces and the computational burden, decision trees and correlation coefficients are used as feature selection tools, which determine the most effective generators and loads for shaping the system’s transient stability. The proposed method is applied to a test system and compared with genetic algorithms, particle swarm optimization, differential evolution and active set method. The BB–BC method is promising since it gives comparable results with the other population based optimization methods.     

计及连锁故障的暂态稳定概率评估方法

动态安全域的一系列研究成果为解析法在暂态稳定概率评估的应用提供了便利条件。针对负载较重的电网．提出了一种基于动态安全域的计及连锁故障引起系统失稳的暂态稳定概率评估方法,对系统安伞影响较大的线路发生初始故障．交替求解暂态稳定和潮流分布．考虑了失稳以及过载保护动作的概率特性,得到对系统安全影响较大的线路最可能引发的连锁故障路径．进而求得考虑连锁故障引发系统失稳在内的线路不安全概率指标。以IEEE10机39节点系统为例,验证了该方法的可行性和合理性。     

交直流并联输电系统实用动态安全域研究

通过改变发电机节点有功功率、电压幅值以及负荷节点有功功率、无功功率可得到满足暂态功角稳定性的临界点.在给定事故、直流功率及控制方式下,交直流并联输电系统的保证暂态功角稳定性的实用动态安全域边界,由描述各节点有功功率及无功功率或电压幅值（对应于发电机节点）上、下限的垂直于坐标轴的平面和极少数几个分别对应于不同失稳模式的临界点的超平面（简称为临界面）围成.在相同故障、失稳模式、直流控制方式下,分别对应于不同直流功率的临界面间具有近似平行性,并且它们的空间几何距离与直流功率的改变量成正比.因此直流功率可以作为临界面方程的一个有功功率变量.通过观察拟合得到的临界面方程系数可以看出,临界群中各节点的有功功率、发电机节点的电压幅值的变化将显著影响系统的暂态功角稳定性,而负荷节点的无功功率变化对系统的暂态功角稳定性影响很小.