电力系统静态电压稳定性在线监控(一)--一种可在线应用的计及负荷静态特性的电压稳定指标

基于局部量测数据和负荷静态特性．提出了一种可在线应用的节点静态电压稳定指标。首先介绍了ZIP负荷模型,然后用戴维南等值电路简化系统,将线路电流表达式整理成实部和虚部．消去负荷有功后代入ZIP负荷模型中的无功表达式得二次方程式．用根判别式得到以无功表示的电压稳定指标VSIQ;同理得以有功表示的电压稳定指标VSIP;取两者中的较小值作为节点电压稳定指标VSI。比较各节点VSI,最小值对应的节点即为系统最薄弱节点。以IEEE14节点和IEEE30节点系统为例,仿真系统在不同负荷特性下VSI的变化曲线。结果显示：恒定功率分量所占比例越大则节点VSI越小,电压稳定性越差;恒定功率比重相等情况下,恒定电流分量比重越大．节点电压稳定性越差．     

基于节点戴维南等值的静态电压稳定裕度快速求解

提出一种基于节点戴维南等值参数的静态电压稳定裕度的快速计算方法。通过建立戴维南内电势与负荷裕度的二次多项式模型及节点电压与负荷裕度之间的泰勒展开模型,运用电网基态的参数,求取该节点的戴维南等值参数。根据鼻形点所处的边界条件,导出负荷裕度与等值参数之间的内在联系,从而计算出研究节点的最大负荷裕度。不同于连续潮流计算方法和其他电力系统戴维南等值方法,该方法计算简单快速,能给出节点负荷水平,直观明了。应用这种戴维南等效电路方法计算节点负荷水平时,越是靠近电压稳定极限点,其计算结果越准确。IEEE14和IEEE30节点系统计算验证了此方法的正确性和实用性。     

电力系统静态电压稳定裕度的快速算法

基于发电机无功越限对系统静态电压稳定裕度有重要影响的事实,本文提出一种快速计算电力系统静态电压稳定裕度的方法.将静态电压稳定裕度的计算分成两步,首先快速计算出系统不再出现无功越限的分界负荷水平并对无功越限点的稳定性做出判断,然后通过各负荷节点的戴维南等值电路确定系统的负荷裕度.IEEE的多个测试系统的仿真算例表明,本文所提方法简单、有效,计算速度快.     

基于戴维南等值的系统静态电压稳定极限及稳定裕度快速计算方法研究

基于戴维南等值定理,考虑阻抗模裕度指标定义,提出一种基于短路电流计算的系统等值阻抗计算方法,并在此基础上进一步提出一种系统静态电压稳定裕度的快速计算方法;考虑负荷裕度指标,又提出一种系统静态电压稳定极限的快速计算方法,并以此为基础结合负荷节点初始有功功率来计算负荷节点的静态电压稳定极限。通过PSD—BPA机电暂态仿真软件,以单机带负荷与实际区域电网为算例来验证所提方法的有效性。     

一种微网静态电压稳定判别指标研究

微网运行区别于高压互联电网,其微源与传输线路等特征决定了网络电压、频率等运行参量的独特性,微网静态电压稳定判别是评价微网稳定运行的关键指标。针对微网网架结构和运行特点,结合戴维南等值算法,提出一种适用于负荷连续变化的微网节点电压稳定性实时判别指标。该指标以同步相量测量方式为指标推导模型中的所需参数赋值。建立迭代修正量并计算获取运行参数与线路参数,以线路传输功率极限为边界,实时判别所构建的指标值,最终实现系统静态电压稳定性评价。该指标计算过程中在线识别网络参数,计算速度快,能够满足微网系统静态电压稳定性在线判别的需要。以3机9节点系统对指标正确性进行验证,并通过应用于13节点微网系统仿真,分析了微源的节点类型、位置、容量对微网静态电压稳定性的影响以及指标应用的合理性。     

考虑风电概率特征的静态电压稳定在线评估方法

随着我国风电场装机容量的不断增加,风电场并网对电网静态电压安全的不利影响开始凸显,迫切需要对大规模风电并网情况下电力系统静态电压稳定的安全性进行评估。针对上述问题,提出了考虑风电概率特征的电压安全评估方法。首先,统计风电波动的概率特征,获取系统运行状态的概率分布;然后,应用基于广域测量下的戴维南等值方法计算各风电随机出力状态下各节点戴维南等值参数;最后,依据戴维南等值参数求取静态电压稳定裕度指标评估系统静态电压稳定状况。该方法将静态电压安全与概率分析充分结合,仅依据单状态断面即可评估系统静态电压稳定裕度,计算简单、迅速,适用于含风场电力系统静态电压安全稳定的在线监测。利用IEEE 9节点算例验证了所提方法的可行性和有效性。     

考虑源网荷关联戴维南等值的解析与辨识

针对黑箱式戴维南等值难以计及源网荷关联特性,使电压静态稳定性能提高的预防控制难以实施的问题。根据节点电压方程,将电力系统对戴维南等值节点电压影响解析分解为3个部分,即发电、负荷以及二者间耦合的关系,从而使其源网荷关联特性得到体现。在此基础上,根据戴维南等值电路,将等效电势和等效阻抗予以分解,给出相应的计及这一关联特性的戴维南等值电路,并依此提出基于补偿法的戴维南等值参数辨识方法。此方法在准确辨识节点戴维南等值参数的同时还能定量分析其他各节点变化特性对其参数构成的影响,是对戴维南等值由点到面的一种扩展。因此,其不仅能评估静态电压稳定的性能,而且也能成为给出预防控制实施策略的依据。IEEE 118节点系统算例仿真结果表明此方法的有效性,在广域量测环境下,有良好的工程应用前景。     

山东电网静态电压稳定和无功补偿评估

将连续潮流与戴维南等值方法结合,提出了各种潮流变化模式的静态电压稳定和无功补偿评估方法.首先,利用连续潮流计算递增电网潮流数据,然后求得各节点戴维南等值参数,基于戴维南等值参数构建了多种静态电压稳定裕度指标及最优无功补偿预估方法.针对山东电网2010年冬季实际预测数据,对多种运行方式下的静态电压稳定和无功补偿进行详细的...     

静态电压稳定性指标分析

本文根据戴维南等值将整个系统等值为一简单的两节点系统,在此基础上进行电压稳定性分析,推出一种根据定义的节点电压稳定性的指标VSI能快速估计节点电压稳定和求取临界负荷因子k*的方法,并将该方法扩展到考虑负荷特性和无功限制的情况。算例分析表明,该方法具有快速性和准确性。     

基于戴维南等值和支路传输功率极限的电压稳定评估方法

提出了一种基于戴维南等值和支路传输功率极限的电压稳定评估方法。通过增大所要评估负荷节点的注入功率,并计算该状态下的系统潮流,求得该负荷节点对应的戴维南等值参数。利用所得到的戴维南等值参数构建包含该负荷节点的2节点系统,分析其节点功率平衡方程,得到其静态电压稳定的判别式。由判别式计算得到2节点系统的支路传输功率极限以及该节点的相对功率裕度,进一步建立整个系统的静态电压稳定指标,将其用于在线评估。此方法无需本地量测数据、计算快速方便、能够给出包含极限传输功率的评估指标,适用于电网调度中心,可实现对电网的在线电压稳定评估。运用该方法对IEEE14节点与118节点系统进行电压稳定评估,验证了此方法的合理性与正确性。     

计及负荷静态特性的在线电压稳定性研究

电压稳定已经被称为负荷稳定,为了研究负荷特性对电压稳定问题的影响,对一种负荷模型下的在线电压稳定性问题进行了研究。提出了一种基于时间断面上的局部等效方法,在所要研究的节点处,把电力网络局部等效成两节点系统,利用PMU测得的电压和电流相量,求出局部等效模型的参数。采用静态ZIP模型导出节点电压稳定指标表达式,可以较好评估系统的静态电压稳定性。通过对标准系统的测试,表明此方法得到的指标线性度更好,精度更高。     

电网戴维南等值参数的快速计算

提出一种电网在基态和N-1状态下戴维南等值参数的快速计算方法,并在此基础上对负荷节点进行电压稳定分析。通过推导的非线性方程组,运用电网基态和N-1状态下的节点电压和电压灵敏度的数值,可求得2种状态下的戴维南等值参数。不同于两点潮流或其他多点潮流方法,该方法只需要给定运行点的节点电压和节点电压灵敏度数据,计算简单快速。利用求得的等值参数可求得该节点的阻抗模指标和最小奇异值来快速分析负荷节点的电压稳定性。IEEE14和IEEE118节点系统的计算仿真验证此方法的正确性和实用性。     

一种电压薄弱负荷节点群的戴维南等值参数跟踪方法研究

提出了用戴维南等值参数对电压薄弱负荷节点群进行监视的一种方案。静态分析中,采用连续潮流法确定负荷节点电压——负荷参数曲线;在负荷变化率相同情况下,根据电压幅值变化量确定电压薄弱负荷节点;考虑低电压水平与电压崩溃的关系,提出电压幅值变化率作为电压薄弱负荷节点分群所观察信息,考虑地理因素,将电压薄弱负荷节点模糊聚类分群;将每个电压薄弱负荷节点群中典型节点电网侧戴维南等值参数跟踪。提出基于潮流的仿真计算方法进行戴维南等值参数跟踪,观测电压薄弱负荷节点群的电压稳定裕度。该方法在IEEE 118节点系统上验证了其有效性。     

山东电网静态电压稳定和无功补偿评估

将连续潮流与戴维南等值方法结合,提出了各种潮流变化模式的静态电压稳定和无功补偿评估方法.首先,利用连续潮流计算递增电网潮流数据,然后求得各节点戴维南等值参数,基于戴维南等值参数构建了多种静态电压稳定裕度指标及最优无功补偿预估方法.针对山东电网2010年冬季实际预测数据,对多种运行方式下的静态电压稳定和无功补偿进行详细的分析,确定电压稳定薄弱区域及相应的无功补偿策略,为山东电网运行和规划提供有益参考.     

一种电压薄弱负荷节点群的戴维南等值参数跟踪方法研究

提出了用戴维南等值参数对电压薄弱负荷节点群进行监视的一种方案.静态分析中,采用连续潮流法确定负荷节点电压--负荷参数曲线;在负荷变化率相同情况下,根据电压幅值变化量确定电压薄弱负荷节点;考虑低电压水平与电压崩溃的关系,提出电压幅值变化率作为电压薄弱负荷节点分群所观察信息,考虑地理因素,将电压薄弱负荷节点模糊聚类分群;将每个电压薄弱负荷节点群中典型节点电网侧戴维南等值参数跟踪.提出基于潮流的仿真计算方法进行戴维南等值参数跟踪,观测电压薄弱负荷节点群的电压稳定裕度.该方法在IEEE 118节点系统上验证了其有效性.     

一种考虑感应电动机的节点静态电压稳定指标

针对电压稳定性指标,提出了一种考虑感应电动机的节点静态电压稳定性指标。该指标利用感应电动机临界电压和临界滑差和潮流方程解存在定理,对感应电动机分量的静态电压稳定性进行评估,同时计及了感应电动机分量、ZIP负荷分量对节点静态电压稳定性的影响。IEEE 30节点系统的仿真表明,本文所提指标具有计算量小,速度快等特点,可用于电力系统电压稳定性的实时监视。     

大电网静态稳定主导模式在线判别方法研究

随着可再生能源的大规模并网,电网源侧状态随机性增强,可能导致源侧静态功角失稳或负荷侧静态电压失稳,在线识别出电网静态失稳的主导模式对安全防控具有重要的指导意义。为此,首先基于两节点系统推导源侧和负荷侧的功率极限,以此建立统一量纲的源侧功角稳定裕度和负荷侧电压稳定裕度指标。然后,将原有面向负荷节点戴维南等值方法扩展至电源节点,完善了戴维南等值参数辨识方法的适用范围,为量化对比分析静态稳定的功角因素和电压因素提供了新的思路。最后,比较系统运行中2个裕度指标的变化态势,确定稳定的主导模式,并用仿真算例验证了所提稳定主导模式识别方法的有效性。     

灵敏度法求取戴维南等效参数的静态电压稳定分析

在戴维南等效模型基础上提出了一种求戴维南等效参数的新算法。该方法利用节点分压原理在初始状态下和在有功功率扰动下列方程组。由于该方程组是线性的,解时不需要迭代,不需要传统算法的两点或者多点潮流数据,计算量小。在负荷节点进行戴维南等效,利用电压灵敏度求得戴维南等效参数以后,利用阻抗模裕度和负荷裕度指标进行了静态电压稳定性分析。在IEEE-30和IEEE-57节点系统验证了该方法的正确性和有效性。     

基于静态等值和奇异值分解的快速电压稳定性分析方法

该文结合电力系统自身的特点和要求，利用基本运行情况下电力系统中的信息，采用两种静态等值方法求出电力系统等值参数：第一种方法基于戴维南网络等效理论。第二种方法采用两点潮流计算法。并在此基础上进行电压稳定性分析。用这两种方法可以迅速地预测负荷的临界功率和临界电压、Q—V曲线、P—V曲线及P—Q曲线；还可计算衡量节点电压稳定的节点最小奇异值。与衡量系统电压稳定的系统最小奇异值相比，具有物理概念明确，计算量小的特点。用IEEE14母线系统和IEEE30母线系统进行仿真计算，结果证明了这两种静态等值方法的有效性。     

考虑负荷变化特性的电压稳定判据分析

在采用戴维南等值参数跟踪方法分析需要考虑非线性和动态元件影响的暂态电压稳定性时,通常以负荷节点的等效阻抗与该节点的网络戴维南等值阻抗相等作为暂态电压稳定的临界条件。通过电力潮流方程推演该电压稳定判据,并从理论上分析该判据在负荷以恒功率因素变化以及其他变化特性下判断系统暂态电压稳定性的适用性。明确当负荷不满足恒定功率因数变化特性时,将该电压稳定判据作为暂态电压稳定的临界条件是无效的。提出通过拉格朗日因子法,构造修正目标函数求取不同负荷特性下暂态电压稳定临界点的计算方法。最后通过2个仿真算例证明该文结论。