短路故障下单机无穷大系统的暂态稳定仿真分析

电力系统暂态稳定性是评估电力系统安全稳定运行的重要指标。短路故障是电力系统暂态稳定分析中最常见的大干扰信号,因此着重分析短路故障情况下电力系统暂态稳定变化特性。当系统发生短路故障时,根据发电机转速变化曲线可判断系统暂态稳定性。通过改进欧拉法对发电机转子运动方程进行数值求解,获得发电机转速的数学计算模型。采用单机无穷大系统模拟实际电力系统,建立短路故障下暂态仿真模型,从切除故障时间和调节发电机励磁系统两个方面分析电力系统暂态稳定性,结果发现通过快速切除故障和调节励磁放大系数均可保障系统的稳定性。研究成果可为电力系统稳定性的分析和控制提供有力的支持。     

暂态稳定计算现状及动态扫描分析的思考

用电负荷的快速增长和电力市场介入电力系统运行对暂态稳定计算提出了挑战。目前暂态稳定计算的不足是：1、暂态稳定计算边界条件没有动态调整；2、分析功能不足；3、计算效率低。为此，文中提出暂态稳定动态扫描分析概念：动态调整暂态稳定分析边界条件，首次计算扫描全网故障，针对性分析失稳故障，提出调整策略，给出系统暂态稳定能力。它可以提高电力系统运行的安全稳定性、经济性和运行人员的工作效率。     

区域电网远端故障引发互联系统稳定破坏现象探究

针对仿真分析中发现区域电网远端故障引发互联系统稳定破坏的现象。基于四机两区域互联系统,研究了大区互联电力系统暂态稳定特性。指出系统的网络结构和运行方式均会影响系统暂态失稳表现形式。在定条件下,可能发生较小的故障冲击造成互联系统失去暂态稳定,而较大的故障冲击不会使得互联系统暂态失稳。研究结果有助于掌握大区互联系统暂态稳定特性及其可能发生的失稳形式,以加深对大区互联电力系统运行特性的理解,保证互联系统安全稳定运行。     

MATLAB PSB在电力系统暂态稳定中的仿真应用

运用MATLAB电力系统仿真程序SimPowerSystems构建了一个单机—无穷大系统模型,并在此基础上对电力系统稳定器、快速切除故障、故障限流器、单相自动重合闸等提高电力暂态稳定性措施的运行效果进行了仿真分析,可供师生在电力系统暂态分析课程教学过程中参考。     

蒙特卡罗法在电力系统暂态稳定评估中的应用

随着电力系统规模的扩大和运行环境的日益复杂,基于概率的暂态稳定评估计算对于电力系统的规划和运行具有重要的意义。本文基于大电网的暂态稳定分析特点,对蒙特卡罗的状态采样、误差分析与收敛判据等关键内容进行了研究,提出概率暂态稳定性故障抽样模型、评估量化指标,以及基于蒙特卡罗方法的暂态稳定性评估流程。通过南方某省级电网实际算例分析,验证了所提方法在大电网暂态稳定性评估应用中的合理性和有效性。     

基于故障全景信息的电力系统暂态稳定分析方法

为了准确判断电力系统在故障后的暂态稳定状态,提出一种基于故障全景信息的电力系统暂态稳定分析方法。首先对影响系统暂态稳定的因素进行了分析,构建了以故障时间、故障位置、故障类型及接地电阻等信息为要素的故障全景信息。然后通过两次收缩系统导纳矩阵将故障全景信息融合到最终导纳阵中,从理论上推导了故障全景信息对发电机电磁功率的影响。在此基础上利用扩展等面积法形成不同故障场景下系统暂态稳定裕度的三维曲面,通过提取该曲面与零裕度平面的交线得到系统的暂态稳定边界。最后,分别利用IEEE 3机9节点系统和新英格兰10机39节点系统进行了仿真验证。结果表明,所提方法有利于提高系统在各种类型故障下暂态稳定判断的准确度。     

电力系统稳定性物理模拟实验研究

为进一步分析电力系统稳定性问题,以华中科技大学研制的WDT-Ⅲ型电力系统综合自动化试验台为实验平台,结合电力系统稳定性分析基本理论,系统地进行了电力系统静态和暂态稳定性物理模拟实验、发电机功率特性和功率极限实验。研究了在无励磁调节、手动调节及自动励磁调节情况下,发电机组的功率特性和功率极限的测定。通过电力系统暂态实验观察了不同故障类型、故障切除时间对暂态稳定的影响。研究结果表明,为提高电力系统稳定性所采取的一些措施可行,还分析了各种措施的原理、实用范围及特点并进行了对比,提出实际应用中应根据电力系统的实际情况具体分析、实施。     

基于时空图卷积网络的电力系统暂态稳定评估

快速准确的电力系统暂态稳定分析对电力系统安全稳定运行有着重要意义。现代电力系统设备元件日趋复杂多样导致系统非线性日益增强,作为电力系统暂态稳定分析传统方法的时域仿真法过于耗时。针对此问题,提出了一种基于时空图卷积网络模型的暂态稳定分析方法,将短时仿真与神经网络预测相结合,减少暂态稳定分析所需时间,可用于多种仿真分析场景。该方法将暂态稳定分析建模为样本空间映射问题,利用数据驱动方法训练神经网络模型,建立从暂态过程电网空间结构与时序潮流数据到暂态稳定的映射。模型通过同时提取暂态过程故障前、故障中、故障后的电网空间结构特征和时序潮流特征来实现对系统暂态稳定的快速准确判断。与传统暂态稳定分析方法相比,所提出的方法仅需进行短时间仿真分析,提高了分析效率。与其他机器学习模型相比,时空图卷积网络模型同时挖掘电力系统暂态过程的空间特征和时间特征,引入了更多与稳定性相关的先验知识,具有更优的特征挖掘能力和分析性能。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、有效性和优越性。     

大规模风电接入对电力系统暂态稳定风险的影响研究

大规模风电接入电网可能影响电网运行状态,造成系统暂态稳定特性改变,量化大规模风电接入对电力系统暂态稳定风险的影响,是保证风电消纳和电网安全的重要课题。在研究系统暂态稳定性分析中的风电模型和电网故障严重程度的基础上,提出一种评估大规模风电接入的电力系统暂态稳定风险评估方法。该方法充分计及风电出力与系统故障状态的随机性,并基于效用理论,以调度员对功角偏差的感知效用为度量指标,建立用非线性效用函数量化故障的严重程度,同时对系统暂态稳定风险指标的计算方法与流程进行了详细研究。将该方法应用于新英格兰39节点系统,对比研究了不同并网容量和并网点对暂态稳定风险的影响,仿真结果证明了所提方法的正确性和有效性。     

基于切机指标的电力系统暂态风险评估

分析了电力系统暂态失稳的机理,提出了以切机作为手段的暂态稳定紧急控制策略,建立了故障类型、系统结构、负荷水平、故障分布、故障在线路的位置、故障切除时间等6个影响电力系统暂态稳定性的随机因素的概率分布模型,最后提出了考虑上述随机因素的暂态失稳风险评估算法.该算法以蒙特卡洛模拟为基础,以切机期望的方差系数作为抽样结束的判据.仿真结果表明切机期望作为系统风险衡量指标是合理的,负荷水平和故障切除时间对风险有明显影响,其他因素的影响很小.     

交直流电力系统暂态电压稳定性综述

交直流输电系统中直流换流器要消耗大量的无功功率，这使大干扰后交直流系统的暂态电压稳定性面临严峻考验。因此，研究交直流系统的暂态电压稳定性具有重要意义。文中介绍了暂态电压稳定性研究的主要内容，如暂态电压稳定性的影响因素、分析方法、稳定判据等，回顾了近20年来暂态电压稳定性问题所取得的研究成果，提出了交直流系统中预防暂态电压失稳事故的措施，并对多馈入交直流电力系统暂态电压稳定机理、负荷模型等问题进行了探讨。     

电力系统仿真分析中几种同步发电机数学模型的比选

本文针对电力系统仿真分析中几种常用的同步发电机数学模型进行了深入的研究和比较,通过采用电力系统分析综合程序EPRI-7节点系统进行了仿真分析。结果表明采用不同的导出模型和同一导出模型不同阶次的发电机数学模型时,系统的稳定性是有差异的。在同一故障下,采用阶数越高的同步发电机数学模型,系统的稳定性水平越高。最后,论文给出了一般情况下电力系统仿真分析中同步发电机数学模型的选择方法。     

基于暂态能量函数混合法的电力系统脆弱性分析

电力系统在遭受大干扰后失稳的后果非常严重,甚至是灾难性的,从暂态稳定方面分析系统的脆弱性具有重大的研究价值。采用暂态能量函数,结合暂态稳定分析中数值仿真法和直接法两种基本方法,同时考虑预想事故概率,从暂态稳定安全角度快速、定量评估电力系统的脆弱性。基于事故概率与暂态能量裕度构建相关脆弱度指标,并根据临界机群状态以修正暂态动能,改进不同事故下系统脆弱性的评估精度,同时确定系统的薄弱环节。通过对IEEE 5机14节点系统的仿真,验证了该方法的合理性与有效性。     

电力系统稳定器的试验研究

文章介绍了电力系统稳定器PSS 的原理和作用, 并在华中科技大学研制的WDT- Ⅲ型电力系统综合自动化试验台上, 对单机- 无穷大系统进行了投和不投电力系统稳定器时的电力系统暂态稳定性试验。试验结果表明: 投PSS 时功率极限要比不投PSS 时功率极限有所提高。由此说明电力系统稳定器能够提升系统的稳定性。     

基于析因试验的固体氧化物燃料电池热电联供系统设计参数研究

对固体氧化物燃料电池热电联供(solid oxide fuel cell combined heat and power，SOFC–CHP)系统的设计参数进行了研究，该系统由重整器、燃料电池电堆、燃烧室、2个热交换器及其它辅助设备组成。建立了系统的数学模型，以发电规模为70 kWe的系统为研究对象，运用析因试验的设计方法进行了计算机模拟试验，对系统的部分设计参数进行了析因分析。分析结果表明：影响系统发电功率的主要设计参数是燃料利用率和过量空气比率；影响系统热回收和电热比的主要设计变量是燃料利用率和水蒸汽与碳的比率，且这2个参数的交互作用较过量空气比率对系统影响显著；阴极排气再循环比率对系统热、电功率的影响甚微，不是系统的主要设计参数。整个研究工作为SOFC–CHP系统的合理设计提供了指导。     

基于暂态能量变化率的电力系统多摆稳定性判别新方法

缺乏系统稳定性定量分析软件是失去紧急控制的良机，甚至酿成大停电事故的重要原因之一。迅速发展的广域测量系统(WAMS)为在线快速定量稳定分析的研究提供了新的契机。该文基于WAMS同步轨迹信息，从单机能量函数入手，详细分析暂态不平衡能量变化率与系统多摆稳定性的关系，并证明暂态不平衡能量变化率的相关性质，从而提出一种新的多摆稳定性识别判据。在中国电科院6机22节点系统进行仿真验证，仿真结果验证了方法的有效性。     

负荷模型对电力系统短路电流计算的影响

从标准制定、实用计算等多方面分析了国内短路电流计算对负荷的处理现状;基于实际电网算例,指出负荷模型是影响计算结果的重要因素;通过典型负荷站建模,分别探讨了沿用暂稳计算负荷模型与考虑配电网络的综合负荷模型的合理性。建议在进行短路电流计算时,推广使用考虑配电网络的综合负荷模型。     

大容量多馈入直流对广东电网运行稳定性影响的研究

针对广东电网的结构特点,研究了直流通道故障对广东电网安全稳定性的影响。首先,通过对广东电网各直流逆变站的短路比计算,分析了广东电网作为直流受端系统的强度;其次,通过对发生单重和多重故障时的暂态稳定计算,研究了作为多回直流受端系统的广东电网在发生直流双极闭锁故障时的运行稳定性问题。分析认为:广东电网属于强系统,电网的主要稳定问题是暂态电压问题。提出装设动态无功补偿装置、紧急切除线路高抗、保留直流故障线路处电容器组等策略以提高受端电网的电压稳定性。     

电力系统电压调节器对浙江电网电压稳定性的影响

在介绍电力系统电压调节器（PSVR）控制原理的基础上,先采用连续潮流法定量地分析PSVR对浙汀电网静态电压稳定性的改善情况．再分别采用负荷突增法和轨迹灵敏度分析法定量地分析PSVR对浙江电网暂态电压稳定性的改善情况。计算结果表明,无论是从系统静态电压稳定还是暂态电压稳定的角度,电力系统电爪调节器均有利于系统电压稳定。