发电机变量概率特性计算及对概率稳定的影响

为获得系统多运行方式下发电机交直轴电压、电流和功角等变量的运行范围,并免去传统确定性方法的重复计算过程,提出了发电机变量概率特性的解析计算方法。依据概率潮流的保留非线性算法和随机变量数字特征的基本性质,推导了保留非线性的发电机变量概率特性的计算模型,并改进了系统受扰动后瞬间节点电压协方差的算式。在一8机系统的算例上计算和分析了保留非线性对发电机变量的均值和方差计算精度的改善效果,在此基础上研究了对短路电压均值和协方差计算的影响。算例结果表明所提算法具有较高的计算精度,对后续计算的准确性也有一定的改善。     

基于解析法的概率暂态稳定扰动后初值计算

根据一段时间内负荷和发电机的运行曲线,采用解析法计算和分析了在电力系统受到扰动后瞬间节点电压和电流的均值和协方差,完成了解析法概率暂态稳定分析的初值计算。以节点注入功率和PV节点电压运行曲线构成系统的多运行方式,计及了节点注入之间的相关性,在发电机变量的概率特性计算基础上,推导了扰动后节点电压、电流的均值和协方差的线性化算式。为便于协方差的计算,由电力系统的运行特点提出了变阻抗负荷模型,对其余的各种负荷和发电机模型也提出了相应的解决方法。根据线性化和完整二阶2种概率潮流的计算结果,以三相短路故障为例,在一8机系统的算例上完成了计算分析。结果表明,短路电压均值的计算精度较高,短路电压协方差的误差较大。     

概率潮流分析中节点电流和PV节点无功功率的均值和协方差计算

传统的概率潮流分析通常基于节点功率和节点电压的概率分布特性，在此基础上形成了概率最优潮流、概率负荷分析、概率稳定等。文章以节点注入功率和PV节点电压运行曲线为基础，依据随机变量数字特征的基本性质和概率潮流计算的相关方程，分别采用不同的方法推导了节点电流、PV节点的无功功率及平衡节点功率的均值和协方差计算公式，比较和分析了各种算法的计算精度。理论分析和算例结果表明了这些算法的有效性，算法的精确性依赖于节点电压的均值和协方差的计算精度。     

交直流电力系统概率潮流计算

基于概率理论的解析法,提出了包含直流系统的概率潮流模型。以节点注入功率和PV节点电压运行曲线构成系统的多运行方式,并计及节点注入之间的相关性,对交直流电力系统进行概率潮流计算,获得了节点电压及直流系统变量的均值和协方差。由随机变量数字特征的基本性质和交流系统概率潮流计算的原理,在直角坐标系下推导了不同直流控制方式的交直流概率潮流算式。以整流器定电流控制、逆变器定电压控制为例,在改造后的新英格兰39节点系统上计算了节点电压及换流器各角度的均值和标准差,分析结果表明了所提算法的有效性。     

基于概率潮流的多运行方式下发电机功角的暂态过程分析

传统的稳定计算基于单一运行方式,而系统的运行方 式却由于受到扰动而不断变化,发电机功角及网络节点电 压都将随之变化,有必要定量地考查这些变化的大小关系. 以节点注入功率和包括平衡点在内的PV电压运行曲线为 基础,计算各节点电压和发电机各中间变量的概率特性, 描绘出功角运行曲线.以720种运行方式为样本分别进行 功角暂态过程计算,并求取均值来验证概率算法的精确性. 理论分析和算例结果表明了这些算法的有效性,算法的精 度则依赖于所采用模型的阶数.     

基于多运行方式的电力系统故障计算

以节点注入功率和PV节点电压运行曲线构成系统的多运行方式,依据随机变量数字特征的基本性质,推导了故障电压、电流的均值计算公式和协方差的线性化算式。根据线性化概率潮流和完整二阶概率潮流的计算结果,以三相短路故障为例,在1个8机系统的算列上完成了计算分析。     

多运行方式下的概率暂态稳定计算

在电力系统暂态稳定计算中,当考虑负荷波动影响时,发电机状态变量具有分布特性。变量的分布特性由其数字特征来描述,例如均值与协方差。利用概率潮流的计算结果确定发电机初始运行状态的分布特性;进而利用小干扰稳定分析中的系统矩阵,系统化表达暂态稳定数值计算中相邻时刻间的变量关系,实现多系统运行方式下的概率暂态稳定分析。所得结果为发电机功角摇摆曲线的分布特性。所述算法在一8机系统上进行了试算。     

多运行方式下的概率暂态稳定计算

在电力系统暂态稳定计算中,当考虑负荷波动影响时,发电机状态变量具有分布特性.变量的分布特性由其数字特征来描述,例如均值与协方差.利用概率潮流的计算结果确定发电机初始运行状态的分布特性;进而利用小干扰稳定分析中的系统矩阵,系统化表达暂态稳定数值计算中相邻时刻间的变量关系,实现多系统运行方式下的概率暂态稳定分析.所得结果为发电机功角摇摆曲线的分布特性.所述算法在一8机系统上进行了试算.     

计及节点相关性的含间歇分布式电源配电网概率潮流

概率潮流计算是分析含间歇式分布式电源配电网运行状态的重要工具。配电网中各节点负荷特性以及气候条件等多个变量均具有较强的相关性,为此提出了节点间注入功率相关性的计算方法,并通过Cholesky分解对节点间注入功率解耦,形成了适用于有源配电网的计及节点相关性的概率潮流算法。通过对改造的部分IEEE 33节点配电网模型仿真计算,验证了该方法的有效性和准确性,并分析了节点相关性对潮流概率分布的影响。     

基于随机模型节点等效的有源配电网电压越限概率分析计算方法

为解决考虑分布式电源和负荷双重不确定因素影响下有源配电网电压越限分析计算问题,实现快速在线分析,提出了一种基于随机模型节点等效、离线计算和在线分析相结合的电压越限概率计算方法。通过节点等效的方式,简化配电网络多点随机模型对单个节点电压幅值的综合影响分析,降低网络运行状态的变量表达形式。以降维后的等效随机变量为基础,选取典型离散状态,离线计算并保存典型离散状态下的电压越限概率。最后在运行中,计算实际运行状态下的各节点等效随机变量,查找离线存储的随机变量相邻值状态和计算结果,进行多维拉格朗日插值。IEEE 33节点测试系统的计算结果验证了所提方法的有效性和实用性。     

电压稳定的概率特征根分析

将传统的小干扰电压稳定性分析法扩展到基于一般性多机系统表达(GMR)技术的概率特征根分析环境。在正态分布的假设下,考虑了由节点功率运行曲线确定的系统多运行方式。某特征根位于复平面左半平面的分布概率表征了该模式的稳定程度,从而由特征根的分布概率和特征根对节点电压的电压失稳模式系数可以判断系统多运行方式时系统电压稳定的薄弱点,同时可为SVC的安装地点提供选择依据。在3机9节点系统上的计算分析表明了该方法的有效性,对目前多馈入交直流混合输电系统中凸现的电压稳定性问题的研究具有一定的意义。     

Optimal sizing of photovoltaic distributed generators in a distribution system with consideration of solar radiation and harmonic distortion

This paper presents a probabilistic approach to design an optimal size of photovoltaic distributed generator (PV-DG) in a distribution system. A steady-state voltage stability index is applied to select PV-DG locations. The objective of the proposed technique is to minimize average system active power losses, while considering power quality constraints (i.e., voltage regulation, total harmonic voltage distortion, total demand distortion and harmonic currents). Monte Carlo simulation is applied to acquire solar radiations, ambient temperatures, load demands and substation voltages. The proposed technique is tested on an actual 51-bus medium voltage distribution system in Thailand. From simulations, there is a different solution between selecting the optimal size of PV-DG from with and without considering background harmonics. Also in realistic cases, PV-DGs may improve voltage regulation and decrease losses in distribution systems; however, increase total harmonic voltage distortion values.     

多运行方式下风电机组变频器参与次同步相互作用的分析与抑制

大规模风电经串补线路进行远距离传送存在引发次同步相互作用的风险,系统运行方式、串补度及变频器控制参数为主要影响因素。采用概率法和模式分析相结合,分别在含双馈感应型和永磁同步型风电场系统中,研究多运行方式下风电串补系统的次同步相互作用。利用参与因子进行模式识别,研究了串补度对次同步振荡模式及概率稳定性的影响,引入概率灵敏度指标分析起主导作用的变频器PI控制参数,并基于风电机组变频器提出一种鲁棒抑制次同步相互作用的附加阻尼控制策略。仿真结果表明,双馈风电串补系统中易产生次同步控制相互作用,在网侧变频器加装鲁棒DFIG-PSS能实现其有效抑制,而永磁同步风电机组对这一相互作用具有免疫特性。     

Influence of harmonics on power distribution system protection

The effects of nonsinusoidal voltages and currents on the performance of static underfrequency and overcurrent relays are experimentally studied. The tests were conducted in such a way that the frequency, amplitude and phase shift of individual harmonics could be adjusted in a controlled manner by using a waveform generator with a phase-locking circuit. The relationship between the harmonic currents and voltages was modeled in terms of the power system impedance within residential distribution systems. It was found that for harmonic voltage and current amplitudes (as they occur in distribution systems), underfrequency relays and the time delay operation of overcurrent relays show a marked deterioration in performance. The instantaneous operating characteristics of overcurrent relays, however, are hardly affected by the presence of harmonic currents     

Nataf变换三点估计分布式发电网络的概率潮流分析

为提高三相不平衡发电系统概率潮流分析算法效率,在考虑发电机负载需求和注入功率不确定性基础上,提出一种使用概率分析和径向功率流的分析方法。首先,基于Nataf变换对三点估计算法进行改进,从而使算法能够处理不完整的多变量信息,并利用随机变量相关性提高输出变量估计的准确度。其次,对分布式发电网络模型进行研究,并结合Nataf变换三点估计算法实现了潮流分析;最后,通过在改进IEEE 57总线测试系统上,与蒙特卡洛模拟法进行对比验证,表明所提算法在51总线处的电压幅值累计分布函数,以及输出随机变量准确度指标上均要优于三点估计算法,说明了所提算法的有效性。