基于改进信号能量法估计暂态稳定极限

信号能量法是一种基于时域仿真数据来快速求取电力系统暂态稳定极限的方法。它的基础是认为在给定故障条件下，暂态电压响应的信号能量将随着功率增加而渐近增长，其渐近线对应于暂态稳定极限，从而建立信号能量与传输功率和稳定极限的解析函数关系。另外，对于不同功率水平的暂态仿真数据可以得到该水平下的暂态电压数值信号能量。应用这些数值信号能量和解析信号能量表达式即可对稳定极限做出估计。文中提出了两种新的解析信号能量表达式，即1阶近似法和3阶近似法。在新英格兰系统和四川重庆系统中的应用证实了所提出方法的正确性，并且与原方法比较，所提出的方法适应性更强，更有效。特别是1阶近似法能够保持以较高精度确定系统的暂态稳定极限。     

基于模糊神经网络的电力系统暂态稳定控制决策

利用故障后短时间内各发电机的功角信息 ,提出了一种复合神经网络结构 ,用于确定首摆暂态稳定协调切机和切负荷决策。整个神经网络是由分类部分和决策部分组成的两级网络 ,分类部分采用一种模糊竞争径向基网络 ,决策部分采用模糊竞争前馈网络实现函数逼近功能。对4 9机实际系统的数值仿真研究结果表明 ,本文方法决策精度高 ,训练速度快 ,具有实用前景     

南方电网直流暂态稳定控制策略的设计与实现

针对交直流大电网暂态功角稳定控制问题,基于控制直流功率加快耗散系统暂态能量的机理,研究提出了有效的直流暂态稳定控制策略并进行了工程应用探索。提出了直流功率作用系数指标,并通过系统暂态能量函数分析,论证了直流功率作用系数在广域频率信号集成和直流稳定控制设计中的关键作用。围绕南方电网云广特高压直流暂态稳定控制器的设计和实施,详细介绍了广域量测信号的选择和直流功率控制幅度的设置过程。在南方电网的大规模RTDS数模混合仿真平台上进行的控制装置实测试验表明,所设计的暂态稳定控制器可以明显抑制系统大扰动后的功角振荡,有效提高云广交流断面的暂态稳定极限输电能力。     

基于深度强化学习的暂态稳定紧急控制决策方法

随着广域测量系统在暂态稳定控制中的应用,广域信息的随机性时滞造成了系统受控时状态的不确定性,并且切机和切负荷控制的离散决策变量维度极高,电网在线紧急控制决策面临着挑战。为此,将暂态稳定紧急控制问题建模为马尔可夫决策问题,提出一种深度Q网络(DQN)强化学习与暂态能量函数相结合的紧急控制决策方法,多步序贯决策过程中可应对紧急控制的时滞不确定性影响。奖励函数以考虑控制目标和约束条件的短期奖励函数和考虑稳定性的长期奖励函数构成,并在奖励函数中引入暂态能量函数的势能指数来提高学习效率。以最大化累计奖励为目标,通过DQN算法在离散化动作空间中学习得到最优紧急控制策略,解决暂态稳定紧急控制问题。所提方法通过IEEE 39节点系统验证了模型在紧急控制决策中的有效性。     

基于径向基函数神经网络的配电网参数估计

配电网的线路参数会受温度、周围环境、集肤效应等因素的影响而发生变化,导致在进行配电网常规分析应用时降低计算结果的精度。本文提出一种基于径向基函数神经网络的三相不平衡配电网线路参数估计方法,通过对配电网三相不平衡线路等效模型的数学推导建立参数估计模型,利用径向基函数神经网络去拟合线路两端支路功率、节点电压和线路参数之间的非线性关系。对于训练完成的径向基函数神经网络,只需要知道线路两端测量值便可以获得准确的线路参数,可以有效地解决线路参数,估计数学模型中的病态矩阵问题。     

基于网络能量的交直流混联电力系统暂态稳定评估

利用网络变量运行轨迹分析交直流混联电力系统的暂态稳定性，能够更加直观地展现分析结果，为暂态稳定的局部控制提供理论基础。首先，基于网络结构构建了适用于混联系统的暂态能量函数，依据直流线路有功功率的分布规律构造了直流线路势能函数；其次，构建了针对直流线路势能的稳定性判别指标，定量分析了混联系统的受扰程度和割集位置；最后，仿真计算改进后的新英格兰10机39节点系统，结果表明直流线路位置不同，其势能的稳定性不同，并且直流线路的接入不改变系统的割集分布，所提指标能够有效量化评估交直流混联电力系统的暂态稳定性。     

基于鸡群算法的断面传输极限的自动搜索断面研究

断面是电网的薄弱环节,而断面的识别通常需要大量人工计算,针对此局限,提出了基于鸡群优化算法的断面传输极限的自动搜索断面法,首先利用Dijkstra算法对电网进行分区,将各区域之间的联络线作为初始断面,再根据支路开断分布系数与潮流方向从初始断面中识别出输电断面,在计算输电断面的热稳定极限时,通过功率灵敏度得到各发电机出力对线路功率的控制,以断面在正常运行状况下所能传输的最大功率为目标函数,以断面各线路依次为目标线路,控制发电机的出力,满足全网线路热稳定以及发电机出力约束,通过鸡群优化算法得到断面各目标线路最大传输功率极限,最后取各目标线路传输极限中的最小值为断面传输极限,从而得到关键断面。在IEEE 39节点系统中验证了所提方法的有效性。     

融合智能代理模型和改进微分进化算法的电力系统暂态稳定预防控制

电力系统暂态稳定预防控制可看作含微分方程的非线性规划优化模型,开发一种寻优能力强、计算速度快的优化求解方法非常关键。考虑暂态稳定预防控制问题的特点,提出一种融合智能代理模型和改进微分进化算法优化求解算法。在微分进化算法的基础上,引入扩展变异操作及参数自适应调整策略,提高微分进化算法的寻优能力,并利用改进微分进化算法求解预防控制优化模型。同时,为提高求解速度,利用潮流特征和集成极限学习机建立暂态稳定裕度预测的智能代理模型,在迭代优化过程中快速估计稳定裕度水平,避免反复进行时域仿真计算。仿真结果表明,所提方法不仅增强了传统智能优化算法的寻优能力,并能大幅度减少预防控制策略的求解时间。     

基于改进PSO-RBF滑模控制的光伏系统控制方法

针对光伏系统常见最大功率点跟踪控制方法跟踪速度慢、跟踪精度低的问题,提出了一种基于改进粒子群优化径向基函数神经网络滑模控制的跟踪方法。通过借鉴粒子群优化过程中的多样性、非线性和自适应性,重新设计速度更新权值,进一步优化网络参数,旨在增强径向基函数对滑模控制非线性函数的逼近能力,再将优化的神经网络逼近滑模控制器的不确定状态,同时消除时变和非线性的不确定性对控制系统的影响,实现光伏系统的最大功率点跟踪。通过仿真验证了所提方法的有效性。     

基于改进小波分析小电流接地选线方法

针对小波分析在对故障线路与非故障线路暂态量差别不大而产生误判的缺陷,提出基于径向基函数RBF（Radia basis function）神经网络。通过免疫机制改善RBF网络隐含层的聚类形态,对不同故障类型的故障线路与非故障线路的暂态零序电流小波模极大值进行聚类。而RBF网络的训练由遗传算法去执行从而得到最优连接权值。将训练后的RBF网络用于的小电流接地故障选线,仿真结果表明,利用该算法选线具有较高的精确度     

长距离交直流混合输电安全稳定控制系统的配置原则

讨论了电力系统安全稳定控制系统（装置）的现状和发展趋势，论述了我国电力系统3道防线的设置和安全稳定控制装置的配置模式。根据南方电网“西电东送”工程的安全稳定计算结果，认为随着电力系统的不断扩大和日趋复杂，适应这种发展的安全稳定控制系统应充分利用电力信息基础设施的建设和完善，以数据通信网络为重要工具，建立充分信息交换基础上的预防控制和紧急控制相结合的安全稳定控制系统。文中提出了建立这种系统框架的若干思路。     

Derivation of stability limits using analytical sensitivity of thetransient energy margin

It is noted that the transient energy function (TEF) method has matured to a stage where reliable and accurate assessment of transient stability of a multimachine power system is possible. Stability limits in terms of plant generation limits, load changes, or network configuration changes are derived using analytical sensitivity of the energy margin. A detailed development of the analytical sensitivity procedure is presented. The technique is tested on the 17-generator Iowa network, and a good assessment of the stability limits is obtained. Experience based on more than 2500 runs on several actual power networks indicates that, for the classical power system model, the TEF method gives stability results as accurately and as reliably as conventional time-domain simulation programs     

Stabilizing control of variable impedance power systems: Applications to variable series capacitor systems

In future electric power systems, it will be very important to utilize existing ac networks more effectively with the help of power electronics technology. It has become clear that various types of apparatus utilizing such power electronics technologies as variable series capacitors (VSrC) and high-speed phase shifters (HSPS) can improve transient stability and damping in one-machine, infinite-bus power systems. This paper presents a novel control scheme for variable impedance apparatus such as VSrC and HSPS devices in multi-machine power systems. First, this paper describes a comprehensive approach for control design of VSrC and HSPS apparatus. The proposed control scheme is based on the energy function of multi-machine power systems. The controllers are designed so that the time derivative of the energy function has a smaller negative value than that without controllers. In this sense, the present method assures the improvement of first-swing stability and damping. Next, the proposed control scheme is applied to VSrC apparatus. Digital simulations and eigenvalue analysis are conducted for a three-machine loop system and a five-machine radial system to demonstrate the effectiveness of the proposed method. The results make it clear that the proposed controllers for VSrC can significantly improve both the transient stability and the steady-state stability of power systems.     

Evaluation of transient stability limit using a transient time margin sensitivity approach

This paper addresses the issue of how to evaluate transient stability limit using a transient time margin (TTM) approach and the sensitivity of this margin to key system variables such as generation and load. This allows fast control decisions to be assessed for a power system on-line control purpose. The difference between fault clearing time and critical fault clearing time, called the TTM, is proposed as a transient stability index. The single machine equivalent system (SMES) is employed to represent the TTM as a function of system parameters such as plant generation and load, and the sensitivity of the TTM to these parameters is found. The generation or load changes that can be made while preserving stability, or the changes that are needed to restore stability in dynamically insecure systems, are next derived from this sensitivity. Test results for several real size test power systems show that the proposed approach is feasible and promising for on-line control application.     

含直流馈入的弱受端电网暂态电压稳定预防控制

远距离跨区直流输电(HVDC)的大规模应用给电力系统安全稳定运行带来了新的挑战.针对HVDC馈入后弱受端交流电网面临的暂态电压稳定问题,提出一种暂态电压稳定预防控制方法.建立以改善弱受端电网暂态电压恢复指标为目标函数,以火电机组有功出力、机端电压、直流输送功率为控制变量的暂态电压稳定预防控制优化模型.基于改进差分进化算...     

基于轨迹灵敏度的暂态稳定约束最优潮流计算

为将暂态稳定约束最优潮流问题转化为最优潮流和暂态稳定两个子问题,根据暂态稳定计算结果求出发电机转角及转速相对于机械输入功率的轨迹灵敏度。基于轨迹灵敏度,计算出在最领先发电机和最落后发电机之间转移的有功功率,据此修改其在最优潮流模型中的有功功率上下限,从而实现两个子问题的交替求解。并且推导出准确的轨迹灵敏度及初值计算公式,利用上述公式,得更小的转移功率值,从而使功率转移后系统的优化程度更高。同时在惯性中心坐标下采用最大转角判据找出最领先机和最落后机,并以3机9节点和10机39节点系统为例,验证了该方法的可行性。     

暂态稳定预警与预防控制系统的开发和应用

介绍了一套已在省级电网投入实际运行的暂态稳定预警与预防控制系统.首先,介绍了该系统的功能框架和软件模块构成.其次,分析了系统的关键技术与算法.系统实现了4种不同发电机、负荷增长方式下的传输极限算法,满足在线调度决策的需求.另外,实现了基于能量函数灵敏度的预防控制策略生成算法.结合工程实践,开发了若干实用化技术,如采用节点-开关模型以适应在线运行方式多变性的特点、孤岛稳定误判的解决方案、发电区和负荷区的自动分区方法等.     

基于变参数追踪的暂态稳定分析与预防控制方法

采用了一种基于变参数追踪的电力系统暂态仿真算法.该算法将时间维作为微分代数-差分方程组的一个普通参数来处理,通过预估-校正的计算环节,连续求解得到系统在暂态过程中的轨迹.从该算法出发,提出了一类状态变量限值和约束函数对控制参数的灵敏度并推导了其公式.基于该灵敏度,提出了一种暂态稳定预防控制方法.该方法以控制总成本最小为目标,综合考虑多故障的协调.通过新英格兰10机39节点系统的算例,验证了文中方法的有效性.     

基于生成对抗网络的暂态稳定预防控制

针对电力系统暂态稳定预防控制在线计算的复杂性,提出一种基于生成对抗网络的暂态稳定预防控制方法。通过将暂态稳定预防控制建模为样本空间映射问题,该方法利用数据驱动方法训练生成模型,建立从暂态失稳运行空间到暂态稳定运行空间的映射。模型通过调整电网中发电机的有功出力,提高电网的暂态稳定裕度,使电网运行点满足暂态稳定校核的要求。与传统优化建模方法相比,所提方法通过神经网络的前馈推断求解控制策略,无需迭代求解,极大地提高了求解效率。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和有效性。     

考虑暂态稳定约束的联络线最大传输功率计算

由于确定电力系统联络线最大功率时要考虑其故障时对系统暂态稳定的影响,故提出了一种基于能量函数灵敏度的考虑暂态稳定约束的联络线最大传输功率计算方法。该法首先确定网络在临界或失稳情况下的能量裕度及能量裕度对各发电机有功出力的灵敏度,再用等步长法和二分法按各发电机能量裕度灵敏度的大小调整有功出力,结合时域仿真法的判稳校验求出考虑暂态稳定约束的联络线极限传输功率。该法计算简单、快速,较好的解决了考虑暂态稳定约束后计算负担过重和直接法偏于保守的问题。2个算例仿真测试证实了该法的有效性。