基于局部电压稳定指标的裕度灵敏度分析及应用

提出一种基于局部电压稳定指标的裕度灵敏度分析新方法。以局部电压稳定指标为基础推导出负荷节点电压稳定裕度,该裕度具有确定的上、下界,且不受负荷增长方式影响;利用负荷节点电压稳定裕度有效识别了系统电压弱节点和弱节点集合;定义局部电压稳定指标的裕度灵敏度,确定与弱节点集合强相关的负荷节点,分析弱节点集合邻域节点无功波动对弱节点集合电压影响程度;最后将所提方法应用于系统无功补偿装置配置中,典型系统的仿真结果证明了所提方法的可行性和有效性。     

湖北电网电压稳定性研究

采用PSASP分析软件,对湖北电网进行详细的电压稳定计算与分析,得到湖北电网各地区负荷增长时的电压稳定极限点,进而得到各地区电压稳定裕度.根据负荷节点的电压-功率灵敏度和参与因子,得到湖北各地区的薄弱节点,并提出湖北电网电压稳定控制措施.     

基于降阶雅可比矩阵的低压减载整定方法研究

重点讨论节点电压随负荷功率变化的灵敏度系数在低压减载过程中对节点电压恢复的影响,并通过降阶雅可比矩阵推导出了节点电压与节点负荷功率变化的灵敏度系数的关系.以此为依据选择灵敏度系数高的负荷节点优先进行切负荷,可得到优化的切负荷方案.该方法保证了系统的电压快速恢复和较高的电压稳定裕度,仿真结果验证了其有效性.     

综合灵敏度和静态电压稳定裕度的直流受端交流系统电压薄弱区域评估方法

提出综合无功-电压灵敏度与静态电压稳定裕度的直流受端交流系统电压薄弱区域评估方法,并在灵敏度及静态电压稳定计算中计及了负荷静态电压特性。以计及负荷静态电压特性的交直流电力系统潮流方程为基础,计算交流节点电压相对于直流落点无功功率的灵敏度;基于连续潮流法,计算计及负荷静态电压特性的直流受端交流系统静态电压稳定裕度,综合这2个指标识别电压薄弱区域。并进一步地比较了不同ZIP负荷占比、不同直流控制方式对直流落点近区交流系统电压薄弱区域评估的影响。     

基于静态电压稳定性指标的等价性研究

基于连续潮流分析方法,依据三种电压稳定指标(V-Q灵敏度、模态分析母线参与因子及负荷裕度灵敏度),在电力系统电压稳定崩溃点时的数量大小,识别对电压稳定有重要影响的负荷节点,找出这三种指标的等价性关系。利用上述方法对IEEE14节点算例系统和新英格兰10机39节点算例系统进行了分析,理论和算例都说明了在电压崩溃点处V-Q灵敏度、参与因子指标及负荷裕度灵敏度指标是互相吻合的。     

考虑分级电压控制作用的静态电压稳定裕度计算

提出了一种分级电压控制条件下静态电压稳定裕度的计算模型,所计算出的稳定裕度代表一次三次电压控制周期内系统由初始点到达临界点所能增加的最大负荷.该模型通过引入先导节点电压和区域无功水平的相关等式约束来反映分级电压控制作用,并引入互补约束来处理由发电机无功出力达到极限所引起的发电机节点与先导节点的节点类型转换问题.对该模型运用预测校正原对偶内点法求解,分别计算了IEEE 39节点系统在三种负荷增长模式下实施分级电压控制前后的稳定裕度,并分析了实施分级电压控制的一种特定情况下临界点时系统各先导节点的状况,计算分析结果表明了该模型的合理性.     

基于Gram-Charlier级数的含风电电力系统 静态电压稳定概率评估

可再生能源的波动性和随机性加剧了传统电力系统静态电压稳定评估的难度。为了有效计及风电出力不确定性对静态电压稳定评估的影响,提出了一种计及风电出力不确定性的静态电压稳定概率评估方法。首先,借助电力系统负荷裕度,推导各节点负荷裕度对风电注入功率的灵敏度,进而求解负荷裕度的各阶半不变量和负荷裕度的各阶矩。然后,结合风电所连节点注入功率的各阶矩和半不变量,对负荷裕度各阶矩进行Gram-Charlier展开,以求取计及风电不确定性的负荷裕度概率分布,进而实现电力系统静态电压稳定概率评估。最后,通过IEEE30节点系统验证所提方法的准确性和有效性。     

节点注入功率模式对电压稳定裕度的影响

新一代能量管理系统(N-EMS)的计算模式特点是实时、跟踪、递归和智能预警。此模式需要高效的算法作支撑,由于启动单次计算步长间隔的缩短,线性近似的合理性得到加强,灵敏度计算用于此能满足计算模式的要求。文章针对N-EMS的主要组成部分--电压稳定分析功能,定义了3类节点注入功率模式：负荷的随机变化方向、发电机的响应设定方向、负荷的有功和无功比例,建立了易于被调度中心运用和理解的连续潮流模型,在此模型基础上分别推导得到负荷裕度对3类模式的灵敏度公式,据此分析节点注入功率模式对负荷裕度的影响,以便能够快速进行电压稳定预警和采取有效的校正控制来避免电压崩溃。通过新英格兰10机39节点系统的仿真算例验证了所提方法、思想的合理性。     

考虑电压稳定的电力系统无功优化规划

建立了模糊多目标无功优化规划的数学模型.在目标函数中考虑了网损、无功补偿设备的投资、静态电压稳定裕度以及负荷节点电压的偏移.首先采用电压稳定灵敏度排序法找出电压稳定性最差的节点,作为候选无功补偿节点;然后采用遗传算法对数学模型进行求解,得到优化补偿节点及补偿节点的优化补偿容量.通过对IEEE30节点的计算结果表明:采用文中的优化规划方法能够达到很好的降损效果,提高了整个系统的电压稳定性.     

电压安全域的最小负荷裕度计算

为了评估系统电压稳定性,提出电压安全域的最小负荷裕度算法.该方法在压缩网络的基础上利用降阶雅可比矩阵最小特征模式的参与因子得到最薄弱的负荷节点.利用矩阵部分求逆算法得到对薄弱负荷节点电压灵敏度最小的发电机节点,并将其作为新增负荷的功率平衡节点,利用选出的最薄弱负荷节点和发电机节点形成初始的功率增长方向,通过连续潮流算法得到电压安全域的最小负荷裕度.无功不足引起电压崩溃这一重要因素在算法中得以体现.通过IEEE多个算例仿真以及与相关文献算例结果对比验证了所提出算法的正确性和有效性.     

弱电网下基于矢量控制的并网变换器功率控制稳定性

研究了基于矢量控制的电压源型变换器(VSC)功率控制的稳定性问题。VSC通过控制基于电网电压定向的d轴和q轴电流来调节注入电网的有功和无功功率。VSC注入电网的功率与d轴和q轴电流间的关系特性对功率控制稳定性影响重大。基于VSC经线路阻抗接入无穷大电源的单机无穷大系统,研究了VSC输出有功功率、端电压幅值与注入电网的d轴和q轴电流间的关系特性。发现电网逐渐变弱时,有功功率对d轴电流的灵敏度由正变负,此关系特性制约了VSC弱电网运行时功率控制的稳定性。进一步分析了功率、端电压幅值对d轴和q轴电流的灵敏度特性。基于分析结果,提出了提高VSC弱电网运行时功率控制稳定性的基本思路。     

基于风险的电力系统暂态电压崩溃评估

传统的电力系统暂态电压稳定性分析都是采用确定性分析方法。这种方法以最严重但发生概率较低的故障来对系统进行电压稳定的校验,其结果过于保守。风险评估的方法能较好地克服以上缺点。提出了一种计及多种不确定因素的暂态电压稳定风险评估方法。该方法将防止系统暂态电压崩溃而采取的控制措施造成的控制成本作为系统失去暂态稳定性的严重度,并...     

基于XGBOOST-PSO提高受端电网电压暂态稳定的发电机无功优化方法

考虑发电机稳态输出无功对其支撑暂态电压恢复稳定能力的影响,基于机器学习研究优化发电机稳态输出无功提高电压对故障扰动保持暂态稳定能力的预防控制方法。该方法采用加权多二元表暂态稳定裕度指标量化母线暂态电压对不同预想故障扰动的综合稳定裕度,并基于指标排序确定稳定裕度薄弱母线。同时基于发电机无功调节对预想故障下各薄弱母线电压暂态稳定裕度综合作用灵敏度排序,选择作用灵敏发电机。在利用XGBoost建立根据系统稳态特征向量预测薄弱母线暂态电压稳定的分类模型基础上,以系统对预想故障扰动保持暂态电压稳定为约束、以减小发电机稳态无功调节对网损产生影响为目标,基于潮流计算寻优灵敏发电机稳态输出无功,以提高薄弱母线的暂态电压稳定性。最后采用雅湖直流接入江西电网的PSASP计算模型验证了所提方法的有效性。     

考虑光伏无功补偿的多馈入直流受端电网强度分析

具有多馈入直流外受电和新能源集中并网的受端电网稳定运行需要交流系统提供足够的电压支撑强度.有必要研究如何准确量化受端电网强度.文中考虑定性分析和定量评估2个方面,从广义短路比及其临界值变化的角度研究了光伏电站接入对受端电网静态电压稳定裕度的影响.首先,建立系统的准稳态模型,利用光伏电站接入对交流网络雅可比矩阵主导特征值的灵敏度,定性分析了不同控制方式下光伏电站对系统静态电压稳定性的影响;其次,基于模态摄动,给出考虑光伏电站接入后的广义短路比及其临界值的计算方法和评估流程;最后,通过量化光伏电站无功补偿对系统强度的影响,给出光伏电站电压-无功功率下垂控制系数的选择方法.仿真结果验证了所提方法的可行性和有效性.     

改善基于双馈感应发电机的并网风电场暂态电压稳定性研究

提出了改善基于双馈感应发电机的并网风电场暂态电压稳定性的措施以实现风电场的低电压穿越(low voltage ride through, LVRT)功能。目前，大部分基于双馈感应发电机的变速风电机组不具有故障情况下的暂态电压支持能力，当电网侧发生严重短路故障时，风电场的暂态电压稳定能力会影响到电网安全稳定。该文在DIgSILENT/PowerFactory中建立了具有暂态电压支持能力的变速风电机组转子侧变频器控制模型及用于故障后稳定控制的桨距角控制模型，通过包含风电场的电力系统仿真计算验证了模型的有效性及其对风电机组和电网暂态电压稳定性的贡献。仿真结果表明，当电网侧发生三相短路故障时，风电机组转子侧变频器暂态电压控制能够控制风电机组发出无功功率支持电网电压；桨距角控制能有效降低变速风电机组机械转矩，避免出现风电机组超速及电压失稳。得出结论：采用变频器暂态电压控制及桨距角控制能够改善基于双馈感应发电机的并网风电场的暂态电压稳定性，确保风电机组低电压穿越(LVRT)功能的实现及电网安全稳定。     

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。     

大规模风电接入对电网静态电压稳定性影响机理研究

从静态电压稳定性角度出发,采取PV曲线方法,综合有功功率裕度和电压-有功灵敏度指标,从机理上分析风电接入后对地区电网电压稳定性的影响,以及风电场无功功率支撑和电网强度对稳定指标的影响,研究结论表明提高无功功率支撑和改善电网结构可有效改善风电接入后的电压稳定性。最后,以我国某风电汇集系统为案例进行仿真研究,验证大规模风电接入对电压稳定性的影响,并提出提高风电接入地区电压稳定性的措施。     

分布式发电接入电网的静态电压稳定特性及影响分析

分布式发电(Distributed Generation,DG)接入电网在缓解环境污染和能源短缺压力的同时,也会给电网的安全运行分析带来新的挑战,特别是DG控制策略的多样性将使电网静态电压稳定问题更加复杂。DG接入电网对静态电压稳定性的影响主要取决于DG的接入容量、控制方式等因素。首先对DG接入线路的复杂外部网络进行等值,推导负荷节点电压与分布式发电渗透率的解析表达式。在此基础上,分析不同DG渗透率下的节点电压以及负荷PV特性,比较DG采用不同无功控制策略对负荷PV特性的影响。最后,将扩展线路电压稳定指标应用于含DG的电网静态电压稳定分析,研究DG采用主动无功控制策略对线路电压稳定指标的影响。     

电力系统安全稳定预防控制在线计算方法的评述

预防控制辅助决策是大电网在线安全稳定分析控制系统的重要功能。针对实际工程中经常面对的暂态稳定、静态安全、静态电压稳定以及多种安全稳定问题的综合辅助决策问题,评述了各类预防控制计算方法对实际大电网在线分析与控制要求的适应性。在评述各种方法的基础上指出,基于安全稳定性量化分析理论和方法,构建合适的控制性能指标,用于指导控制措施的启发式搜索和计算任务的并行分配,可以改进算法的鲁棒性,提高计算速度,并获得尽可能优化的控制决策。     

考虑光伏利用效率的中低压配电网电压抬升抑制方法

随着配电网中光伏电源数量的增多以及容量的增大而产生的电压抬升问题会威胁到电网稳定,同时也是阻碍提高电网中可再生能源所占比例的主要原因之一。分布式电源的间歇性和随机性会造成电网电压出现波动,而越靠近电网末端,电压抬升现象愈加严重。文中分析了电压抬升现象产生的原因,找到电网电压与功率之间的关系。并针对电压抬升问题,提出了一种有功无功协调控制策略,通过合理控制光伏并网逆变器输出功率来对电压进行调整。同时,与传统无功功率控制策略和有功功率削减策略进行比较,在维持电压稳定的同时,能尽可能少地削减有功功率,提高运行效率。最后,采用IEEE 13节点测试配电网对所提控制方法进行了验证。