考虑不对称故障影响的多馈入直流系统换相失败快速判别方法

多直流馈入系统中直流输电的动态特性对系统整体稳定性的影响成为突出问题。提高交流系统不对称故障时直流准稳态模型对换相失败情况识别的准确度,对于提高系统分析精度具有重要意义。该文从逆变器换流阀的换流方程出发,考虑不对称故障时负序电压分量对换相电压角度偏移的影响,提出一种换相失败风险的快速识别判据。该判据在目前的高压直流准稳态模型基础上稍加修改即可实现。通过与机电–电磁混合仿真结果的比较,验证了文中方法的准确性与有效性。     

电力系统单时滞稳定裕度求解模型简化方法

在利用线性矩阵不等式(LMI)判据求解电力系统时滞稳定裕度时,由于电力系统动态模型的维数通常很高,会导致待求解变量过多和求解时间过长。针对此问题,文中首先将包含单时滞环节的电力系统线性模型扩展为包含输入、输出环节的状态空间表达式;进一步,基于成熟的状态空间表达式降维方法,对扩展模型进行简化,在保留系统关键动态特性的基础上,大幅减少待求变量数;最后,基于简化模型,借助LMI及参数变换,形成新的更为高效的时滞稳定判据。将该方法应用于含时滞环节的WSCC 3机9节点和IEEE 10机39节点系统中,借助二分搜索算法对比了两种电力系统单时滞稳定裕度的求解结果,算例表明时滞系统经过模型简化后,稳定裕度计算结果与简化前相比误差较小,而所需计算时间有较大幅度减少。     

基于响应轨迹最大李雅普诺夫指数动态特征的暂态稳定在线监测

基于非线性动态系统最大李雅普诺夫指数(LLE)稳定性判别理论,研究无需系统模型的电力系统暂态功角稳定性在线监测方法。提出一种改进LLE估算法,并利用该方法分析发电机相对功角响应轨迹LLE的典型动态特征及关键特性,在此基础上提出基于响应轨迹LLE动态特征的暂态稳定性监测方法。针对实际中不完备的相量测量单元(PMU)配置问题,提出基于临界机组对的暂态稳定性在线监测方案,以节省计算成本并加快稳定性监测。IEEE 10机39节点系统仿真结果验证了所提方案的有效性。     

跨区互联电网热稳定安全域边界近似方法

基于多元非线性回归理论,探究满足跨区域互联大电网联络断面支路N-1热稳定约束下的热稳定安全域边界(SRB)近似算法。构建多种电力系统热稳定安全域边界近似模型,引入模型拟合优度、总体显著性水平、变量显著性水平以及参数置信区间等概念,对所建模型进行全面、综合的评估,判定所提模型的可靠程度,确定合理的安全域边界近似模型。与实际区域互联大电网相结合,通过大量计算结果对所提模型验证、评估,确定可综合、全面反映安全域边界特性的近似模型;在此基础上提出并验证电力系统热稳定安全域边界近似的快速算法及多支路热稳约束下的电力系统热稳定安全域边界近似算法。最后将所提方法应用到实际电网中,构建满足实际跨区域互联大电网联络断面支路N-1约束的热稳定安全域。     

特高压半波长与直流混联系统的暂态建模与稳定性分析

为研究特高压半波长与直流混联系统的暂态稳定性,根据半波长输电系统准稳态模型建立的特高压半波长与直流混联系统的稳定分析模型,分析了半波长输电线路的稳定运行区域,讨论了直流换相失败和直流闭锁时混联系统的功角稳定性;分别基于二阶系统的冲击响应模型和阶跃响应模型,揭示了直流换相失败和直流闭锁故障后的功率变化对半波长输电系统功率波动的影响机理;研究了利用直流输电系统传输功率的快速响应特性,采用直流功率调制对系统提供紧急功率支援,以提高含半波长互联系统的暂态稳定性的可行性。混联系统的机电暂态仿真验证了直流换相失败和直流闭锁故障对系统功率波动影响的分析方法的正确性以及直流输电系统对半波长线路提供紧急功率支援的有效性。研究表明:半波长线路功率波动峰值在系统直流换相失败时与振荡频率有关,而在闭锁故障时闭锁功率越少,阻尼越大,波动峰值越小;直流功率调制可提高异步联网系统的暂态稳定性。     

含积分二次型的电力系统改进时滞稳定判据

在进行电力系统广域控制器设计时,需要科学考虑量测与控制环节时滞的影响。已有的时滞稳定判据多基于Lyapunov稳定性理论得到,具体的方法就是通过构造Lyapunov泛函,然后进行放缩得到充分性条件,由此决定时滞稳定判据必存在一定的保守性,如何有效降低稳定判据的保守性就成为该领域长期关注的一个热点问题。首先在已有Lyapunov函数中引入积分二次型,从而构造了一种新的Lyapunov函数;进一步,借助线性矩阵不等式(LMI)工具推导了相应的改进时滞稳定判据;最后,借助典型二阶时滞系统、单机无穷大时滞电力系统和带有远程反馈控制回路的WSCC 3机9节点电力系统,对所提方法进行了校验分析。算例表明通过引入积分二次型,时滞稳定判据的保守性得到显著降低。     

电力系统时滞稳定域临界点的快速搜索新方法

提出一种在二维时滞空间中快速求解电力系统时滞稳定域的新方法。依据电力系统时滞稳定域临界点关键特征值具有周期性的特点,通过空间映射构建临界函数,借助二分法在有限区域内求解该函数,获取时滞稳定域临界点的关键特征值及相关信息;再通过逆映射求取电力系统时滞稳定域的临界时滞,采用微扰方法判定临界时滞所围成的小扰动时滞稳定域,并进一步推广到大范围时滞区域中。该方法计算速度快、精度高,WSCC 3机9节点算例验证了所提方法的可行性和有效性。同时,对时滞稳定域边界拓扑特性深入研究表明:时滞只诱发稳定系统出现Hopf分岔,不会导致新的奇异诱导分岔点产生。     

电力系统大范围时滞稳定域求解方法

在进行电力系统广域保护和控制时,确定系统大范围时滞稳定域及其边界规律意义重大.文中给出一种求解电力系统大范围时滞稳定域的有效方法:首先利用参数变换技术,将大范围时滞稳定域边界的求解,转换为对有限参数空间的搜索和平移过程,大大减少了时滞稳定域边界的计算量;进一步,利用四点插值法,通过对稳定域边界上临界点实施微扰以确定稳定域的构成和边界性质;最后,利用典型时滞系统和WSCC 3机9节点等系统验证了所述方法的有效性.     

基于稳态特性的特高压半波长与直流混联系统电压无功控制

基于半波长输电系统准稳态模型,建立了特高压半波长与直流混联系统,即通过直流线路异步联网的系统间接入半波长输电线路的系统方程,结合直流线路滤波器投切、送受端无功补偿装置等,研究了半波长输电线路两侧端口处系统电压和无功特性,提出了半波长不同送电功率和直流运行功率变化时基于系统的稳态潮流特性的特高压半波长与直流混联系统的送受端联合电压无功控制方案,分析了不同送电功率和负载功率因数情况下半波长输电线路的电压和电流分布特性,以及直流运行功率变化对半波长输电系统潮流电压的影响。