基于扩展拉丁超立方采样的电力系统概率潮流计算

概率潮流分析中,拉丁超立方采样(Latin hypercubesampling,LHS)算法比简单蒙特卡罗仿真(Monte Carlosimulation,MCS)的效率要高,但是传统LHS(conventionalLHS,CLHS)算法采样数必须事先确定并且固定。针对现有CLHS技术的不足,提出了扩展拉丁超立方采样算法(Extended LHS,ELHS)并应用于概率潮流计算。扩展方法根据已有的N点LHS采样构造2N点LHS采样并保证扩展前后的相关性相近,在增加采样数的同时保留已有的潮流计算结果。由于采样数无法事先确定,因此提出了以扩展前后估计值变化量的相对值作为ELHS的实用化收敛判据。采用MCS、CLHS和ELHS方法分别对IEEE 30节点和IEEE 118节点系统进行概率潮流分析,所提出的方法能够在保证计算精度的前提下获得ELHS在不同采样数下的收敛趋势。算例结果证明了所提方法的高效性、精确性和易扩展性。     

基于无功优化的DFIG并网电力系统OSC-OPF算法

双馈感应发电机(DFIG)与同步发电机(SG)间动态交互,影响系统阻尼振荡能力。由于系统状态矩阵由SG和DFIG参数决定,推导振荡模式对受控参数灵敏度的难度增加。针对含DFIG的电力系统,为量化无功调节对阻尼振荡的控制效果,提出阻尼比对SG无功出力灵敏度的解析表达。引入最小阻尼比约束,提出基于无功优化的振荡稳定约束最优潮流(OSC-OPF)模型。根据OSC-OPF拉格朗日乘子,提出稳定约束下网损对SG无功容量的灵敏度。仿真结果证实,所提模型有助于降低风电系统网损并改善其阻尼振荡能力。     

基于串联制动电阻的生物质能同步发电机组低电压穿越研究

对用于生物质能发电(BPP)的并网同步机组(SG),其低电压穿越(LVRT)不便沿用大型SG紧急控制措施。采用串联制动电阻(SBR)实现BPP中SG的LVRT,采用计及励磁系统动态控制的等面积定则,提出了SBR阻值解析算法。基于SG及励磁系统,量化SBR功率,将其引入SG加速面积中,建立了SG加速和减速面积表达式。结合机械功率和切入功角,利用等面积定则,推导出满足LVRT准则SBR最小阻值的解析算法。改变系统参数,分析其对SBR最小阻值的影响,以选择新安装BPP电厂参数。动态仿真结果验证了基于解析算法选取SBR阻值的正确性。可以发现SG惯性或励磁电压上限越大,q轴同步电抗、d轴暂态电抗或变压器电抗越小,机械功率或切入功角越小,所需的SBR阻值越小。对SBR阻值影响从大到小依次排序为d轴暂态电抗、惯性时间常数、q轴同步电抗、变压器电抗、励磁电压上限值。     

基于区域极点配置的风电系统弱阻尼低频振荡模式抑制

风电并网不仅影响原有低频振荡模式,而且可能引入新的模式。改善单个低频振荡模式,可能削弱其他模式阻尼。基于双馈风电机组详细建模,建立风电系统状态空间方程,选择控制变量和输出变量。考虑双馈风电机组出力变化,分析弱阻尼低频模式区域极点配置的必要性。兼顾电网原有及新引入弱阻尼低频模式,构建降阶模型。采用基于线性矩阵不等式的区域极点配置法,设计输出反馈控制器,将所有弱阻尼低频模式配置在设定区域,提高其阻尼比,并增加系统稳定裕度。算例分析表明,所设计控制器有效提高所有弱阻尼低频模式的阻尼,改善了风电系统振荡特性。     

考虑双馈异步发电机转速限制的电网频率协调控制策略

双馈异步发电机(DFIG)参与惯性调频能减小频率变化率,一次调频能减小稳态频率偏差。为解决上述两种策略协调控制过程中因频率偏差和微分系数选择而易导致异步发电机转子转速越限的问题,提出一种考虑转速限制的电网频率协调控制策略。通过控制DFIG的输出功率,确保转速偏差和频率偏差成正比。以转子转速为约束,整定频率信号的比例系数。根据电网频率变化情况,调整输出功率参考值,使得转速保持恒定,且有利于频率的恢复。仿真结果验证了所提策略能有效防止转子转速越限,有助于提高系统频率的稳定性。     

基于多重故障和混合仿真算法的风电系统概率短路分析

多重故障、风电并网增加了概率短路计算难度。引入双馈风电机组潮流算法,计及风速不确定性,得到概率短路前初始运行方式。引入多重短路算法,计算节点电压和支路电流的期望、方差以及概率分布。对枚举故障线路进行概率加权,抽样确定其他故障参数,建立混合仿真算法。综合考虑解析枚举和概率抽样特点,提出混合概率仿真方差计算公式。算例分析对比了风电出力波动、双重短路对概率短路计算结果的影响,比较了三序电压和电流的收敛性。研究结果为电气设备选择和电网安全分析提供了参考数据。     

电力系统静态电压安全问题的概率评价

电压安全问题严重威胁电力系统的安全运行。根据作用时间和机理的不同，电压安全问题分为暂态安全和静态安全两个方面，后者包括静态电压稳定和静态电压偏移。文中将静态电压安全与概率充分性分析结合起来，研究在不同负荷水平下、考虑发电和输电元件随机故障时的静态电压安全问题，模拟有效的控制措施，建立量化的概率风险评价指标，给出了相应的算法流程，并以IEEERTS为例，讨论了负荷模型对静态电压安全的影响以及静态电压安全对概率充分性的影响，完善了概率充分性分析的模型。     

发输电组合系统故障频率和持续时间指标的新算法

针对在发输电可靠性分析中故障频率和持续时间指标计算量太大的问题,提出了基于解析模型和非序贯蒙特卡罗仿真相结合的新算法,并分析了在大型实际系统计算中由于抽样次数限制和系统固有特性使结果出现误差的原因,继而给出了频率指标的上下界。通过一实际系统的分析计算,证明了理论分析的正确性以及所述算法的有效性及实用价值。     

电网可靠性对可控串联补偿部件参数的灵敏度分解算法

可控串联补偿器(TCSC)是一种常见的柔性输电设备,多用于改善输电能力。现有TCSC对其电容器组、电抗器等部件的可靠性建模较为粗略,因此无法直接描述部件可靠性对电网可靠性的影响。考虑部件故障模式,提出TCSC可靠性分层等值算法,建立含TCSC线路可靠性状态空间模型。基于改进频率和持续时间(FD)算法,求解串联补偿线路状态概率和转移率,及其对部件可靠性参数的灵敏度。联立电网可靠性对串联补偿线路可靠性、串联补偿线路可靠性对TCSC部件灵敏度,提出电网可靠性对TCSC部件参数的灵敏度分解算法。算例分析验证了算法的可行性和正确性,有助于从电网角度发现和改善柔性交流输电设备的薄弱环节。     

基于电压相位比较的双馈风电场输电线路单相接地距离保护

基于双dq坐标系的双馈感应发电机(DFIG)暂态模型,推导了DFIG正、负序突变量阻抗表达式并研究其相角变化特征。针对DFIG突变量阻抗角变化,提出一种单相接地时故障点序电流与保护安装处序电流之间相位差的计算方法,从而得到以保护安装处电压为参考值的故障点电压和补偿电压的相角。以区内外故障时故障点电压和补偿电压之间的相位关系为依据,提出适用于双馈风电场输电线路的电压相位比较距离保护方案。仿真结果表明,所提方法不受过渡电阻、故障位置及系统运行方式的影响,能够准确判别区内外故障。