EEAC与直接法的机理比较

讨论了长期困惑电力系统学术界的暂态稳定性理论和算法;归纳出10个要素,即受扰程度函数、壁垒点、观察点、参考点、积分路径与被积函数、定性判据、轨迹稳定裕度、临界轨迹与参数极限值、迭代求解与初始轨迹、搜索策略与收敛判据.由4篇短文组成的系列文章按照上述各要素,讨论了针对平衡点稳定性的李雅普诺夫法、将平衡点稳定性理论应用于有界稳定性的暂态能量函数(TEF)法以及针对有界稳定性的扩展等面积准则(EEAC)这3种稳定性理论在大扰动稳定性的分析中的应用.作为第3篇,主要讨论参考点、积分路径和被积函数、稳定裕度、极限值搜索等要素的不同处理原则,证明不但对于任何多机系统,并且对于具有非线性负荷或非自治因素的单机系统,稳定分析都离不开包括故障清除后的实际受扰轨迹;指出稳定极限值和临界轨迹之间互相依存,只能通过迭代求解.以单机无穷大系统为例,从理论观点和可计算性观点出发,论证壁垒点和参考点都应该在实际轨迹上,而暂态能量的参考点则必须取故障前的稳定平衡点,而不能取故障后的稳定平衡点.     

数值积分自动终止的算法及其工程应用

基于扩展等面积准则(EEAC)稳定性定量分析理论,提出了数值积分的自动终止算法,既大大减少了计算量,又保证不会因为积分时段太短而将多摆失稳的算例判为稳定。该算法根据主导互补簇的簇内非同调程度来反映轨迹在观察时段以后失稳的可能性：当稳定裕度足够大,且互补簇簇内的非同调性足够小时,受扰轨迹在观察时段以后也不会发散。为此,定义了簇内非同调性指标,并开发了识别可疑动态鞍点及可疑最远点的方法。仿真及近3年的大量工程实践证实了该算法的可靠性和有效性。     

EEAC与直接法的机理比较(一)受扰程度函数

讨论了长期困惑电力系统学术界的暂态稳定性理论和算法,归纳出了10个要素,即受扰程度函数、壁垒点、观察点、参考点、积分路径与被积 函数、定性判据、轨迹稳定裕度、临界轨迹与参数极限值、迭代求解与初始轨迹、搜索策略与收敛判据。由4篇短文组成的系列文章按照上述各要素,讨论了针对平衡点稳定性的李雅普诺夫法、将平衡点稳定性理论应用于有界稳定性的暂态能量函数（TEF）法以及针对有界稳定性的扩展等面积准则（EEAC）这3种稳定性理论和大扰动稳定性分析中的应用。作为第1篇,文中归纳出这3种方法的共同分析步骤和要素,并比较各种受扰程度函数,虑受扰程度函数的值在故障清除后的变化,因此既不适用于复杂模型的单机系统,也不适用于任何多机系统;又由于这2种方案都基于很强的假设,故分析的误差可能非常大,而TEF法更是由于不满足李雅普诺夫函数的条件而可能得到冒进的结果。EEAC建立在明确的物理概念和严格的保稳变换上,对任何运动系统的模型都采用同样的功率－转角面积作为受扰程度函数,为大扰动稳定性量化分析提供了可行的充要条件。     

A mixed direct method for transient stability assessment

Abstract

A mixed direct method taking the advantages of both the potential energy boundary surface (PEBS) method and the extended equal area criterion (EEAC) method for transient stability analysis of multimachine power systems with detailed models is presented. The mixed direct method first computes the approximate critically cleared trajectory using the critical clearing time which is fast estimated by the EEAC method. Then, the critical energy is evaluated along this trajectory by the PEBS method to access the transient stability. The proposed method overcomes the problem of the variance of potential energy at the boundary crossing and remedies the effect due to the fast dynamics contained in the detailed model. The fast dynamics destroys the assumption that a sustained fault can be used to approximate the critically cleared trajectory and its corresponding critical energy. Moreover, an efficient classifying criterion based on an interaction index for simplifying the power system modeling with reasonable accuracy is also presented. The criterion is incorporated into the mixed direct method to speed up the computation in transient stability analysis. Finally, investigations are carried out on Taipower system, which is the unique power system in Taiwan, to illustrate the application of the proposed method to transient stability assessment.     

“合厂分站”方案实际应用探讨

九江电厂四期扩建工程受扩建场地、出线走廊条件制约,需合厂运行,但电厂装机规模的增加对局部电网的运行产生很大影响,电网分层分区、短路电流限制、安全稳定控制等问题必须考虑和解决.本文提出的九江电厂四期“合厂分站”的接入系统方案很好的适应了电网分层分区的需要,对限制短路电流、提高安全稳定水平起到积极的作用,遵循了“简化电厂接...     

基于扩展等面积准则和二分法的安控策略在线定值计算*

安控策略的在线定值计算是系统临界控制定值计算的基础。提出一种基于扩展等面积准则（EEAC）和二分法搜索技术的安控策略在线计算方法,其核心是利用EEAC量化分析理论将控制空间中的候选控制措施按性能代价比排序,然后利用二分法搜索快速确定相应工况下的最优安控策略并得到相应的在线定值。该方法已在多个电网在线系统中得到实际应用。实践表明,该方法可极大缩短安控策略定值计算耗时,从而提高系统运行效率。     

一种输电线路瞬时故障最佳重合闸时刻实用计算方法

最佳重合闸操作能够快速平息系统摇摆和联络线功率振荡,在提高供电质量和改善系统暂态稳定性方面起着重要作用。为此基于扩展等面积法则(extended equal areacriterion,EEAC)建立了计算最佳重合闸时刻(optimalreclosing time,ORCT)的两机等值系统暂态动能函数,结合广域同步测量系统(wide area measurement system,WAMS)实测数据对发电机角速度进行了滚动预测,在此基础上给出一种仅依赖发电机惯性时间常数和角速度的输电线路瞬时故障最佳重合闸时刻实用计算新方法。算例仿真表明,该方法能够正确计算输电线路瞬时故障最佳重合闸时刻,在线计算时简单实用,计算时间短且误差较小。     

风火打捆交直流外送系统功角暂态稳定研究

风火打捆交直流外送是未来千万千瓦级风电能源基地电力外送的重要方式之一,亟需掌握风火打捆交直流外送系统的稳定特性及其机理。文章分析了不同风电比例和不同直流控制方式下系统的暂态功角稳定特性,探讨了风电、火电和直流系统间的交互作用,并基于扩展等面积(extended equal-area criterion,EEAC)理论分析了送受端机组惯量对系统功角暂态稳定性的影响机理。结果表明：在受端电网为无穷大系统的场景下,系统暂态功角稳定性随风电比例增加而改善;在送受端机组惯量可比场景下,存在最优风电与火电配置比例,使得系统暂态功角稳定性最好。     

EEAC与直接法的机理比较(四)回顾与瞻望

讨论了长期困惑电力系统学术界的暂态稳定性理论和算法;归纳出10个要素,即受扰程度函数、壁垒点、观察点、参考点、积分路径与被积函数、定性判据、轨迹稳定裕度、临界轨迹与参数极限值、迭代求解与初始轨迹、搜索策略与收敛判据。由4篇短文组成的系列文章按照上述各要素,讨论了针对平衡点稳定性的李雅普诺夫法、将平衡点稳定性理论应用于有界稳定性的暂态能量函数 (TEF) 法以及针对有界稳定性的扩展等面积准则 (EEAC) 等3种稳定性理论在大扰动稳定性分析中的应用。作为最后一篇,综合比较了这些理论和方法,并归纳了李雅普诺夫法和暂态能量函数 (TEF) 法不适合电力系统暂态稳定性分析的本质原因。指出：严格的李雅普诺夫法可以给出偏保守的近似结果;TEF法给出的近似结果则既可能保守也可能冒进;扩展等面积准则 (EEAC) 在受扰轨迹精度的含义上保证了结果的严格性。进一步完善了EEAC的描述,为其严格的证明提出了更规范的思路,并瞻望了有关的发展。     

EEAC与直接法的机理比较(二)壁垒点与观察点

讨论了长期困惑电力系统学术界的暂态稳定性理论和算法;归纳出10个要素,即受扰程度函数、壁垒点、观察点、参考点、积分路径与被积函数、定性判据、轨迹稳定裕度、临界轨迹与参数极限值、迭代求解与初始轨迹、搜索策略与收敛判据。由4篇短文组成的系列文章按照上述各要素,比较了EEAC和直接法。作为第2篇,文中阐述了同步有界稳定性和蠕步有界稳定性的不同概念,初步讨论了它们的关系,并分析了滑步与同步失稳之间的关系。文中还讨论了壁垒点与观察点这2个要素,指出反映能量壁垒的点并不是不稳定平衡点,而是各保稳映象中首先遇到的动态鞍点,能正确反映系统实际受扰程度的观察点并不是故障清除点,而是实际受扰轨迹上的壁垒点。