基于PMU的电力系统暂态稳定实时快速预测的研究

提出一种基于PMU对发电机实时测量功角来预测电力系统暂态稳定性的方法.通过采集功角数据,用多项式逼近去快速预测它未来的变化,同时为提高精度采用智能动态修正,然后判断多项式是否存在极值,若存在可预测系统首摆稳定,反之则不稳定.仿真结果表明,该方法对首摆稳定性的预测是准确和有效的.     

基于PMU的电力系统暂态稳定实时快速预测的研究

提出一种基于ＰＭＵ 对发电机实时测量功角来预测电力系统暂态稳定性的方法。通过采集功角数据,用多项式逼近去快速预测它未来的变化,同时为提高精度采用智能动态修正,然后判断多项式是否存在极值,若存在可预测系统首摆稳定,反之则不稳定。仿真结果表明,该方法对首摆稳定性的预测是准确和有效的。     

基于WAMS的电力系统受扰轨迹预测

基于相量测量单元（PMU）上传的实时功角数据，应用曲线拟合理论，提出了一种电力系统事故后功角轨迹快速预测的新方法。该方法从一个简单电力系统调速控制模型出发，推导出了功角与时间关系的数学模型，即功角随时间呈正弦衰减变化。由此提出了利用三角函数曲线拟合技术，对功角受扰轨迹进行预测。对IEEE 9节点系统与华北电网进行了仿真计算，结果验证了该方法的有效性。此外，与多项式曲线拟合法的对比分析表明，该方法优于传统的多项式曲线拟合法，具有更好的预测效果。     

基于改进的势能界面判据实时预测电力系统稳定性

提出了一种电力系统实地快速的暂态稳定预测分析方法，该方法由实测和预测分析相结合，取代了传统暂稳分析方法中的解析推理，基于同步多参量测量装置实时采集和测量得到的数据，利用时差方法（TD法）与具有遗忘因子的BP算法相结合的混合算法直接对这些时间序列数据进行多步预测，导出了利用这些预测的状态量数据的多机系统失步快速预测判据及计算公式，给出了失步预测的构成方案，多种故障条件下的模拟计算结果表明：系统呈现首摆失稳模式时，失步预测方案给出的稳定边界与使用全部状态量离线数值积分计算所得稳定边界相一致。     

基于GPS同步量测量的时间序列法暂态稳定预测

利用GPS同步时钟获得系统各机组的功角,然后由时间序列法进行预测,并通过模糊控制器实行在线实时修正,进而确定电力系统暂态稳定性。由于所有参数都是根据实时采样数据计算的,所以能更准确地反映网络结构,负载变化等真实情况。对6机22节点的算例表明,通过多项式非线性回归和模糊动态修正,在适当满足计算速度的条件下提高了预测精度,能可靠地判断暂态首摆稳定性。     

正规形理论在电力系统稳定性研究中的应用(五) --电力系统的失稳模式预测

应用正规形理论推导了四阶近似的电力系统失稳模式的预测公式，推导了预测电力系统失稳模式公式中的待定的系数；通过讨论预测公式中参变量的性质，得到用该参变量作参照比较各发电机的功角等同于用时间作参照的结果；分析了影响失稳模式的因素；用电科院和新英格兰系统2个算例验证了预测失稳模式的公式的正确性，计算结果表明用该公式能准确预测电力系统的失稳模式。     

基于扩展集员滤波的发电机动态状态估计

为了提高电力系统机电暂态过程中发电机动态状态估计的精确性,提出了一种考虑转子角功角不等关系的发电机动态模型。在此基础上,进一步提出采用适合非线性滤波问题的扩展集员滤波（Extended Set Membership filter,ESMF）算法对动态模型进行求解。以IEEE 9节点系统为例,对基于ESMF和扩展卡尔曼滤波（Extended Kalman filter,EKF）的状态估计方法进行仿真比较,仿真结果表明,ESMF方法能有效地实时估计电力系统机电暂态过程中发电机功角轨迹,且精度更高。     

交互式多模型算法在电力系统暂态稳定预测中的应用

针对电力系统发生大扰动后发电机功角轨线变化与距离故障点远近有关的特点,将交互式多模型(IMM)自适应跟踪算法成功地用于预测电力系统暂态稳定性。该自适应IMM算法采用机动目标"当前"统计模型、常加速度模型和常速度模型交互作用构成。文中详细描述了自适应IMM算法的实现步骤,并应用于发电机功角跟踪预测过程中,通过仿真结果验证了所提算法的实用性。     

交互式多模型算法在电力系统暂态稳定预测中的应用

针对电力系统生发大扰动后发电机功角轨线变化与距离故障点远近有关的特点,将交互式多模型(IMM)自适应跟踪算法成功地用于预测电力系统暂态稳定性.该自适应IMM算法采用机动目标"当前"统计模型、常加速度模型和常速度模型交互作用构成.文中详细描述了IMM算法的实现步骤,并应用于发电机功角跟踪预测过程中,通过仿真结果验证了所提算法的实用性.     

风机有功控制对系统暂态功角第二摆稳定性影响机理

该文着重研究大规模集中并网的双馈风电基地故障后有功控制行为对系统暂态功角第二摆稳定性的影响机理。首先基于静态扩展等面积定则,对双馈感应式风机接入后系统的网络节点电压方程进行改进,构建适用于含风电多机系统暂态功角稳定性定量分析的等值单机无穷大系统模型;利用该模型对双馈风机与两台同步机互联的简化系统进行解析分析,分别给出风电并网系统暂态功角第二摆失稳的充分条件、必要条件,揭示出故障后风机有功出力低会降低第二摆稳定性;进一步分析风电并网系统中功角第二摆稳定性与第一摆稳定性的关系,从整体上揭示风机有功恢复速率变慢会使原本只会出现首摆失稳的系统发生第二摆失稳,并最终导致系统整体稳定性下降;最后对机理分析进行仿真验证。所做研究拓展了当前风电并网后只关注首摆失稳的暂态功角稳定性分析方法,为大规模风电集中并网电力系统暂态稳定控制提供理论指导。     

基于同步相量测量技术的暂态稳定性实时预测

提出了一种电力系统稳定性实时预测方案。通过同步相量测量技术获得故障后短时间内的各发电机内电势相量 ,利用多项式拟合的方法 ,快速预测系统中各发电机大轴间最大相对摇摆角的变化趋势 ,从而判定系统的稳定性。方法本身与系统结构、故障情况等无关 ,适应性较好。对实际系统进行了仿真实验 ,获得了较为准确的结果     

基于集成深度置信网络的精细化电力系统暂态稳定评估

为了进一步提高电力系统暂态稳定的预测精度及给出更精细化的评估结果,将深度学习与电力系统暂态稳定相结合,根据故障切除后发电机功角"轨迹簇"特征,提出一种基于集成不同结构的深度置信网络(DBN)的精细化电力系统暂态稳定评估模型。该模型的基分类器DBN能够有效地利用深层架构所具有的特征提取能力,充分挖掘出输入特征与暂态稳定评估结果之间的非线性映射关系。在新英格兰10机39节点系统上的实验结果表明,该方法不仅优于浅层学习框架,也比部分深度学习模型的性能更加优越。除此之外,该集成DBN算法不仅有较高的预测精度,而且可以有效地评估系统的稳定裕度和不稳定程度等级;在部分同步相量测量装置信息缺失以及含有噪声时,表现出较强的鲁棒性。     

基于广域测量系统的快速暂态稳定预测方法

在运用相量测量单元实测系统故障时轨线的基础上,采用一种在机器人领域广泛应用的抓球算法,对电力系统故障后预判失稳的发电机转子角进行预测.该方法分为跟踪和预测2个阶段:首先应用粒子群优化算法对跟踪阶段进行多参数优化,加快了跟踪的过程;然后利用泰勒级数展开法预测发电机的转子角.该方法无需知道系统结构的先验知识,可以提前0.5 s判断各发电机的同步性,得到足够的"可用反应时间"用于在线失稳预警或就地控制.在10机39节点的新英格兰测试系统和50机145节点测试系统上的仿真结果表明了该方法的有效性.     

基于GPS的电力系统暂态稳定预测

提出了一种基于ＧＰＳ的电力系统暂态稳定性预测方法,该法利用ＧＰＳ相量测量单元采集所得的各发电机功角及角速度等变量,根据发电机单元模型预测发电机未来的行为,并由预测结果来判别系统的稳定性。理论分析及算例证明了方法的合理性和有效性。     

A study on the multiswing instability region using Hopf bifurcation theory considering energy threshold

Transient stability is treated as one of the important constraints for calculating available transfer capability (ATC), especially in Japan. Therefore, to improve the time required for ATC calculation, development of high‐speed transient stability analysis is required. For this analysis, a screening method that can recognize the serious case of fault will be greatly effective to solve the problem. Many screening methods on the first swing instability are proposed these days. However, a method based on multiswing instability has not been developed and its characteristic is not understood clearly. In this paper, the relationship between the nonlinear limit cycle and the energy function of a power system is examined using the Hopf bifurcation theory. A calculation method, which gives the critical transfer capability considering multiswing instability, is proposed. © 2006 Institute of Electrical Engineers of Japan. Published by John Wiley & Sons, Inc.     

A New Algorithm for Predicting Out-of-step Using Rotor Speed-acceleration Based on Phasor Measurement Units (PMU) Data

Transient instability is one of the major threats to system security which can cause out-of-step condition. Out-of-step condition can result in mechanical and thermal damage to generators. Therefore, in the case of out-of-step, early detection and disconnection of the generator from grid is essential. In this article, using generator rotor speed-acceleration (ω ? α) data obtained from phasor measurement units (PMU) measurements, a new algorithm for predicting out-of-step condition for generators is proposed. The trend of the movement of the (ω ? α) locus curve in the plane provides a measure for predicting and detecting out-of-step status. The predictive ability of this method enables early tripping of the unstable generator, thereby avoiding hazard damage. The proposed algorithm is examined using an IEEE 39 bus system. The simulation results demonstrate the ability of the proposed algorithm for correct prediction of various unstable power swing conditions, with sufficient early prediction compared with the actual instability time.     

基于相平面轨迹凹凸性的暂态稳定性判别方法评述

基于响应的暂态稳定判别与控制技术是目前电力系统暂态稳定分析领域的热点,该技术具有不依赖于系统模型及参数、可以实时判别和计算量小等优点。其中基于角速度-功角相平面轨迹凹凸性的暂态失稳判别是-个活跃的研究分支。本文对这种暂态稳定性判别方法的原理进行了介绍,进而对方法应用于多机系统时存在的问题进行了分析和评述,并对IEEE 39节点系统进行了仿真分析。结果表明:该方法应用于多机系统时,由于分群的不正确及聚合等值后单机系统参数的时变性易造成相平面轨迹的复杂特性,从而容易将稳定案例误判为失稳。     

A hybrid method for generator tripping

Generator tripping is one of the most effective approaches to enhance the transient stability of a power system. In this paper, an online prediction method of transient stability and an offline analysis method of generator tripping are studied respectively. First, a polynomial curve fitting technique is employed to improve the online prediction accuracy of system stability. Then, a shell program is developed to automatically generate and update look-up tables for generator tripping. Based on these, a hybrid method is proposed. It uses the look-up tables to determine generator tripping requirements and before sending out generator tripping signals, instability is confirmed by online prediction of system stability. Simulation results show that this hybrid method can avoid unnecessary generation shedding.     

用拓扑能量函数法评估多机系统的暂态稳定域

本文论述了基于网络结构保持的拓扑能量函数法评估多机系统暂态稳定域的数学模型与算法。主要论点是发电机用E_q′模型代替经典的E′模型,它对于首次摇摆稳定分析更为实用。同时在系统模型中计入了负载的电压特性,并有效地判定系统的暂态能量,运用位能边界曲面方法决定稳定域。用16机51结点简化的华东系统对上述方法的有效性进行了研究,仿真结果验证了所提论点的正确性。