中长期电压稳定准稳态时域轨迹追踪方法

提出了基于注入电流模型和节点功率平衡模型的中长期电压稳定准稳态时域轨迹追踪仿真方法,中长期电压稳定的动态过程相对暂态过程较慢,准稳态近似通过忽略暂态过程获得一系列的暂态平衡点来追踪电压变化过程。研究了处理元件极限的方法和更新雅可比矩阵的原则,比较了基于不同网络模型的2种准稳态仿真方法的优势、计算效率和适用范围。实际电力系统的仿真算例验证了上述方法的有效性和正确性,结果表明上述方法在电力系统离线和在线分析中具有很好的应用前景。     

云电送粤交直流混联系统全过程动态电压稳定研究

到2010年,南方电网将出现大规模交直流混联的局面,系统的动态特性也将成为关注的焦点。全过程动态仿真是把机电暂态过程、中期过程和长期过程有机地统一的仿真,所考虑的中长期过程中系统元件的动态模型,非常适用于电压稳定问题的研究。基于2010年南方电网基础数据,采用全过程动态仿真软件对云南电网出现严重故障情况下的电压稳定问题进行仿真研究。分析了不同负荷模型及有载调压变压器(OLTC)模型对电压稳定的影响,确定了对电压稳定性影响较大的故障扰动因素。     

电力系统全过程动态仿真的实例与分析-- 电力系统全过程动态仿真软件开发之四

经过3年多的研究开发，电力系统全过程动态仿真软件的主体框架结构的设计，机电暂态过程和中长期过程主要模型的建模，软件主要算法的编程都已完成，3个算例的仿真与分析表明，电力系统全过程动态仿真软件的暂态稳定计算功能仿真结果准确。中长期动态过程仿真结果合理，说明软件所采用的积分方法－Gear法可以用来仿真电力系统从快速暂态到慢速中长期动态过程的转换，可以自动变阶变步长，算法数值稳定性高，所开发的电力系统全过程动态仿真软件具备了仿真电力系统从机电暂态到中长期动态过程的能力。     

基于PSS/E的电力系统电压稳定性分析

提出了应用PSS／E潮流和动态仿真模块分析电力系统电压稳定的方法。利用PSS／E中的潮流计算模块,能有效判断系统电压是否稳定,并求出系统电压稳定裕度及影响电压稳定的弱节点、弱支路和弱区域;利用PSS／E软件的状态空间仿真模块和扩展时段仿真模块,可对电力系统进行动态仿真。找出影响系统电压稳定的关键因素。最后以一大型电网为例,分析计算说明该软件在电力系统电压稳定性方面的应用情况。     

基于全过程动态仿真的受端电网中长期稳定轨迹特征及防控策略研究

发电机过励磁限制器和有载调压变压器等慢速动态元件的动态特性是受端电网中长期动态稳定水平的关键影响因素。以环状分区运行的特大型城市电网为研究对象,分析了中长期过程中慢动态元件动作对系统运行点在系统动态PV曲线上的迁移特征及主要电气量的影响。揭示了过励磁限制和有载调压动作引起系统中长期电压失稳机理,并在此基础上定义了中长期动态稳定控制判据及裕度计算方法,提出了网源配合改善中长期稳定水平的控制策略。最后通过对北京电网的全过程动态仿真分析验证了稳定判据及控制策略的有效性。     

电力系统全过程动态仿真中的长过程动态模型——电力系统全过程动态仿真软件开发之三

电力系统全过程动态仿真除了需要详细模拟电力系统动态元件的机电暂态过程外，还要有详细的中长期过程的动态模型。电力系统全过程仿真所需要的火电厂动力系统的数学模型。水电厂动态模型、压水堆核电站模型以及发电自动控（AGC）模型等已在电力系统全过程仿真软件中得到实现。     

电力系统全过程动态仿真技术综述

电力系统全过程动态仿真是将机电暂态和中长期动态过程有机地统一起来进行的仿真计算。通过对电力系统长过程动态稳定特性的模拟分析,了解系统中长期失稳的动态特性机理,对电力系统规划设计以及避免可能发生的大停电事故等有重要意义。对电力系统全过程仿真中遇到的主要问题,包括刚性系统求解特点、典型数值积分算法的优缺点、非线性代数方程迭代解法等做了阐述。最后,对目前国内外主流全过程动态稳定仿真软件所应用的数值算法做了总结。     

静态电压稳定性分析模型的理论基础

严格证明了静态和小扰动电压稳定极限只决定于系统组成元件的稳态特性,与系统的暂态无关。在考虑实际动态过程中各种元件稳态特性的变化相应修正常规潮流雅可比矩阵后,求得的静态电压稳定极限和小扰动动态分析得到的电压稳定极限完全相同;从而说明可以利用计算量小的静态电压稳定分析方法研究大规模电力系统的电压主稳定性。最后以ＳＶＣ为例说明了建立考虑系统动态元件特性的静态电压稳定分析模型的方法。     

电磁暂态软件PSCAD/EMTDC的应用现状与展望

PSCAD/EMTDC是一款优秀的电磁暂态仿真软件,以其图形化的操作界面、精确的元件模型、稳定的数值计算方法和方便的用户接口而拥有全球众多用户.介绍、分析了程序的执行过程,在此基础上,总结了PSCAD/EMTDC在电力系统中的应用现状,并对其在交直流互联电网中长期动态仿真和混合仿真中的应用前景进行展望.     

基于BPA潮流的电力系统中长期频率电压稳定仿真方法

随着电力系统的复杂化,电力系统中长期动态过程频率电压稳定对系统安全性的影响愈加明显。针对该问题,提出了基于潮流计算的中长期准稳态时域仿真方法。该方法在传统时域仿真方法的基础上综合利用准稳态思想和潮流计算模块,再进一步针对效率问题提出自适应变步长仿真策略和多时步预测辅助方法。所提方法的算法主体部分和潮流计算部分分别在Mathematica科学计算软件和BPA潮流计算功能模块中实现,通过自定义数据接口进行数据对接。通过在Nordic32标准算例系统和某大区电网实际算例系统中对该方法进行验证,表明该方法显著降低实现成本,并提高了仿真计算的效率。     

基于多时间尺度随机优化的年度调峰辅助服务需求评估模型

为探寻电力系统的年度调峰需求,构建了基于多时间尺度随机优化的年度调峰辅助服务需求评估模型。该优化模型包含中长期、短期以及调峰服务3个阶段：在中长期阶段考虑日电量与最大最小负荷的随机性及其平衡关系,优化机组检修、跨日启停及水库水位的中长期计划;在短期阶段考虑源荷小时功率平衡及其波动性,基于中长期计划逐旬优化机组出力;在调峰阶段通过分析日调峰能力与弃水情况实现对辅助服务启动条件的模拟,考虑火电机组深度调峰与启停调峰能力对短期阶段进行矫正优化。基于中国某省级电网实际数据的仿真分析结果表明,所提模型能有效模拟多时间尺度下的源荷随机性,实现年度调峰辅助服务的需求评估。     

直流系统附加频率控制器对AGC系统控制影响分析

区域电网采用特高压直流异步方式联网后,现有的自动发电控制（AGC）系统控制策略对异步联网电网的特高压直流频率控制（FC）的适应性问题已显现。为分析直流频率控制对AGC系统控制效果带来的影响,采用直流FC和AGC的准稳态模型分析了其交互作用的机理;基于电力系统全过程动态仿真程序（PSD-FDS）进行直流FC与AGC控制的动态过程仿真,在时域与频域内进一步分析了直流FC控制对电网AGC控制影响过程,提出了AGC控制策略优化建议。分析表明,直流FC的投入能够减轻频率的波动幅值,但是在严重故障下的功率缺失却需要AGC来承担;而在联络线频率偏差控制模式下,也需要考虑AGC与直流FC协调配合来避免AGC在故障下反向调节和频率恢复缓慢的问题。     

特高压联络线AGC控制策略模型

近年来,中国特高压输电工程的投运,对自动发电控制系统进行有效控制带来了新的挑战。数字仿真是进行系统分析的有效手段,但是,在全过程仿真程序中,还没有一种合适的特高压联络线控制策略模型。针对华北—华中互联电网的1 000 kV特高压交流联络线功率控制动态仿真问题,结合以联络线功率控制为目标的AGC控制性能评价标准——T标准,根据特高压联络线控制的要求和现场运行经验,借鉴CPS标准控制策略模型,根据特高压联络线的输送功率偏差与区域控制偏差ACE的乘积,以及乘积量在电网送端控制区和受端控制区的不同特点,提出了一种基于T标准的自动发电控制策略模型。在全过程动态仿真程序PSD-FDS中进行了模型开发实现。使用实际电网数据证明该模型的有效性,证实T标准策略的控制效果比CPS标准策略有所提高。     

有载调压变压器对系统中长期电压稳定性影响的仿真研究

应用电力系统中长期动态仿真软件Eurostag仿真研究有载调压变压器在系统不同的负荷特性下对中长期电压稳定性的影响。仿真分析表明, 有载调压变压器表现出“正调压效应”还是“负调压效应”主要取决于系统低压侧的负荷特性, 当系统重负荷且电压已经接近极限时, 对电压灵敏度高的负荷特性, 典型的是恒阻抗负荷, 有载调压变压器容易表现出“负调压效应”, 对系统电压稳定很不利; 受有载调压变压器调压影响不大的负荷特性, 典型的是恒功率负荷, 有载调压变压器对系统中长期电压稳定相当有利, 表现出很好的“正调压效应”。系统中有动态负荷时, 有载调压变压器容易表现出“负调压效应”, 但表现的程度受有载调压变压器的调压档距和容量的影响, 并且表现的方式也和静态负荷特性有所不同。     

异步互联方式下西南电网AGC方案优化及工程应用

异步联网方式下的中国西南电网通过多条高压直流线路将大功率能源送出至经济发达的负荷中心,其大规模功率送出和负荷较小的特性使得西南电网的频率稳定问题较为显著。结合中国西南电网的实际异步运行试验,分析了自动发电控制(AGC)策略和模式在频率调节过程中的问题。然后,提出在西南区域多调度管理机制下的AGC策略和模式改进方法,以解决日常负荷波动下频率超调问题和在大功率损失下非故障的省级电网反向调节问题。最后,基于电力系统全过程动态仿真程序(PSD-FDS)仿真和实际电网运行效果验证了改进策略和模式的有效性。     

Adaptive control design for VSC-HVDC systems based on backstepping method

An adaptive control design is proposed to improve dynamic performances of voltage source converter high voltage direct current (VSC-HVDC) systems. The adaptive controller design for nonlinear characteristics of VSC-HVDC systems, which is based on backstepping method, considers parameters uncertainties. For an original high-order system, the final control laws can be derived step by step through suitable Lyapunov functions. Thus, the design process is not complex. The effectiveness of the proposed adaptive controllers is demonstrated through digital simulation studies on a VSC-HVDC power system, using the PSCAD/EMTDC software package. The simulation results show that the controllers contribute significantly toward improving the dynamic behavior of the VSC-HVDC system under a wide range of operating conditions.