基于受扰电压轨迹的南方电网区域暂态失稳预警方案

传统的电力系统安全稳定第二道防线基于故障集,无法处理预想外的多重严重故障.随着广域量测技术的广泛应用,基于广域响应的安全稳定控制技术已成为多重严重故障后系统稳定控制的重要手段.基于电压受扰轨迹监测暂态失稳的现有研究成果,提出利用ucos妒更好地跟踪系统振荡中心电压,并结合南方电网的网架结构及稳定特性,提出了一种新型区域暂态失稳预警方案.该方案根据采样电压进行复合积分运算,映射东-西区域发电机的暂态失稳程度,并采取集中式控制方案进行失稳预警.通过对两渡直流投产后南方电网的失稳特性进行研究,验证了文中所提方案能够快速有效地进行针对性的暂态失稳预警,为严重故障后系统紧急控制的实施提供基础.     

基于改进ucosφ的电网振荡解列判据研究

针对传统的ucosφ解列判据,研究其有效性以及局限性,基于等值两机系统,指出发电机相对功角在0°或者360°附近时刻时,ucosφ并不能正确反映振荡中心的电压,ucosφ解列判据容易发生误判.此时,需要对判据进行适当的修正处理,可以较为准确地捕捉到失步系统的振荡中心所在位置,对于防止装置误判、事故后的解列控制,以及减少由于解列造成的大电网故障损失具有重要意义.基于四机两区域系统的仿真验证了该方法的准确性和有效性.     

基于ucosφ的失步解列装置

通过对电力系统异步运行状态的分析,提出了利用振荡中心电压的变化特征来判断系统失步的失步解列装置.该装置的判据简单明确、概念清晰,可以判别加速性失步和减速性失步,并自动适应系统结构的变化和运行方式的变化.     

基于广域支路响应的暂态电压失稳判据与控制

该文首先针对电压稳定分析的机组–负荷典型输电系统,研究随负荷功率增长的网络节点电压幅值、支路电流与无功的变化特征与规律,构建以支路响应为信息源的暂态电压失稳判据;其次,提出综合关键支路、准关键支路以及边界支路的判稳联合支路定位方法,分析支路无功变化方向以及不同失稳形态可能引起的判据误判问题,并提出解决方法,在此基础上,提出缓解暂态电压失稳威胁的主动控制策略。最后,针对3机10节点系统以及湖南特高压交直流混联受端大电网,仿真验证失稳判据正确性和主动控制的有效性。     

基于相轨迹凹凸性的暂态失稳判据准确性验证

已有研究证明基于相轨迹凹凸性的暂态失稳判据在二阶单机无穷大自治系统中严格成立,但将该判据推广到多机非自治时变系统中时,难以从理论上严格证明其正确性,因此通过大量暂态算例来验证凹凸性失稳判据在多机系统中的准确性和适用性。给出并详细阐述基于相轨迹凹凸性的暂态失稳识别流程,该流程改进了已有文献的实时分群方法,并补充了2个辅助判据,然后分别在IEEE 39节点系统和IEEE 145节点系统不同潮流方式、故障位置和故障持续时间下总计64566个算例进行扫描,结果表明,凹凸性判据的动作正确率高于99.9%,能够可靠、准确、快速地启动紧急控制。     

基于广域量测信息的快速暂态功角失稳判据比较

实时暂态稳定分析需要有快速暂态稳定性判据。从发电机转子运动方程出发,研究了基于轨迹信息的快速暂态稳定性判据的特点,分析了不同类型判据所使用的关键动态特征信息。在基于功率–相位–频率的快速暂态功角稳定性判据的研究基础上,对基于相图几何特性和基于受扰电压轨迹积分的暂态功角稳定性判据进行了比较,揭示了几种判据内在的联系与区别,并结合具体算例进行了仿真验证。     

电力系统暂态功角失稳与暂态电压失稳的主导性识别

暂态功角失稳和暂态电压失稳是故障后系统失稳的两种表现形式,暂态功角失稳和暂态电压失稳现象有可能同时发生,正确区分这2种失稳模式是进行紧急控制的前提。分析大规模复杂电力系统输电断面的有功功率特性,基于功率全微分方程,提取了能反映系统失稳模式的主导系统变量。在此基础上,研究不同失稳模式与主导系统变量之间的关系,进而提出一种主导失稳模式识别方法。该方法能充分考虑系统的动态特性,仅利用实测数据进行计算。该方法物理意义明确,使用简单,计算速度快。仿真结果表明,运用此方法可有效识别系统的主导失稳模式。     

基于感应电动机的暂态电压失稳分析

采用典型系统分析了暂态电压失稳现象。当系统负荷中包含感应电动机且达到一定比例时,暂态电压失稳现象就可能出现。电动机负荷所占比例越高、载荷率越大,越易发生暂态的电压失稳,负荷中电动机的比例对暂态稳定的故障临界切除时间有着较为明显的影响。详细分析了负荷中电动机的比例对暂态失稳模式和故障临界切除时间影响的原因,最后用某电力大系统中的暂态电压稳定仿真验证了上述结论。研究表明,电动机负荷特性和比例对系统暂态稳定有着明显影响。     

基于轨迹特征根的暂态稳定实用判据

基于轨迹特征根在大扰动后系统分析中的适用性,尝试用轨迹特征根方法来分析和预测系统的暂态稳定性。通过大扰动后逐个断面的泰勒展开,将原非线性系统由一族带扰动项的线性系统来近似。通过线性系统的稳定性理论及电力系统物理特征,给出电力系统暂态失稳判据,进而基于该判据,设计暂态稳定在线预测算法。最后,在新英格兰系统和国内实际电网上的算例测试,表明了暂态失稳判据和在线预测算法的准确性和适用性。     

基于感应电动机的暂态电压稳定判据的研究

提出一种负荷采用感应电动机模型时的暂态电压稳定的判断方法.该判据通过比较扰动后感应电动机电磁转矩和机械转矩以及转差的变化情况来判断负荷的稳定性,以系统的最大传输功率与负荷功率需求的关系来确定负荷失稳是否会导致暂态电压失稳.以单机单负荷系统和IEEE39节点系统为例,用MATLAB软件进行仿真分析,仿真结果验证了所提出的方法的准确性.     

暂态稳定风险评估在南方电网的应用探讨

介绍了暂态稳定分析中的随机因素以及相应的建模方法,用安稳装置主动停电造成的损失代替系统失稳后不受控停电的损失,建立了暂态失稳给发电方、输电方、用户及整个系统造成损失的后果模型,并在此基础上建立完整的暂态风险评估模型,兼顾了电力系统运行的安全性和经济性。最后以广西龙滩电厂送出断面为例,对该方法在南方电网的应用进行了探讨。     

基于广域响应的电力系统暂态失步判据综述

广域测量技术为暂态稳定判别方法的应用提供了契机。结合电力系统暂态稳定评估的基本原理,概述了基于相量角度差、暂态能量函数、扩展等面积准则、响应轨迹特征和人工智能等5种类型的广域暂态失步判据的研究现状,探讨了各种判据在发展应用中需解决的问题。从准确性、预测性、稳定裕度定量化、适应性4个方面,对比了以上各种类型广域暂态失步判据的特点,并分析展望了各类判据的重点研究与突破方向,为相关研究的进一步开展提供有益借鉴。     

基于WAMS动态轨迹的电力系统功角失稳判据

分析了广域测量系统（WAMS）实时动态轨迹应用扩展等面积法则（EEAC）方法时所遇到的一些问题;在选取合适观察断面的同时,提出了一种通过构造综合功角来进行分群的新方法。该方法计入了功角曲线的历史信息和未来走势信息,在一定程度上有助于快速准确分群。还根据 P-δ轨迹穿越动态鞍点（DSP）时的斜率和功角,提出了一种综合判据以判别当轨迹遇到DSP时是否会真正失稳。仿真结果验证了该判据的有效性,它可以在系统的失稳特征尚不明显时,就及时判别出系统的稳定性,以便于尽早采取解列等控制措施。     

基于动态量测量的电压失稳性判据研究

广域测量系统的发展和应用为电压稳定性的在线监测奠定了基础。研究基于动态量测量的电压稳定性判别成为新的挑战。在综合分析P-V曲线和V-Q曲线特性的基础上,解释了电力系统电压失稳的机理并提出了一种跟踪动态量测量的判断扰动后电力系统电压是否失稳的判据。所提判据依据扰动后母线电流、功率及有功和无功的变化规律判断电压是否失稳;该判据原理清晰,计算简捷。EPRI-36节点系统不同工况下数值仿真结果验证了所提判据的正确性和有效性。     

关于振荡角的振荡中心电压和ucosφ的变化特征

基于等值电势幅值不等的双机系统在失步过程中振荡角的振荡中心位置公式,研究了振荡角的振荡中心电压公式及其变化特征。研究发现,在一个失步周期中,当δ在0°和360°附近时,ucosφ可能并不能代表系统中任一点的电压,没有具体的物理意义。但在其它情况下,ucosφ基本能够反应失步断面联络线上最低电压点的变化特征。故提出了基于ucosφ轨迹特征的失步解列装置启动判据,该判据能够在系统失步前准确启动装置,并对利用ucosφ轨迹实现振荡闭锁功能进行了探讨。最后,通过仿真进行了必要的说明。     

基于失稳机理分析的暂态电压稳定性量化指标

在暂态过程中,当负荷母线电压值进入由系统特性和负荷特性决定的不稳定区时,会发生电压失稳。在单机单负荷系统模型中,证明同一系统静态P-V曲线和V-Q曲线的临界点具有一致性,基于动态跟踪系统特性变化的技术路线提出暂态潮流断面P-V曲线分析法,并给出暂态电压稳定性量化指标的计算方法和相应的稳定性判据。在多机系统中,虽然通常需要将所提方法与临界电压或戴维南等值电路的动态跟踪计算相结合才能应用,但也存在无需系统等值而直接应用基于单机模型的计算公式的场景。通过算例对暂态电压失稳机理、常规工程经验指标的局限性、所提指标和稳定性判据的有效性进行验证。     

基于ucos ψ的失步解列装置

通过对电力系统异步运行状态的分析，提出了利用振荡中心电压的变化特征来判断系统失步的失步解列装置。该装置的判据简单明确、概念清晰，可以判别加速性失步和减速性失步，并自动适应系统结构的变化和运行方式的变化。     

感应电动机暂态电压失稳的定量分析

用时域仿真重现了感应电动机负荷引起的暂态电压失稳现象，进一步改进了感应电动机暂态电压稳定的判据，以便尽早地中止仿真过程；还提出了暂态电压稳定裕度的概念和定义，直接求取与暂态电压稳定相应的故障临界切除时间，以及与给定故障切除时间相应的极限动态负荷。算法的有效性和强壮性华中系统、浙江系统和新英格兰系统中得到了验证。     

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。     

基于广域测量系统的暂态失稳判别方法适应性研究

分析了在广泛应用相量测量单元（phasor measurement unit,PMU）和广域测量系统（wide area measurement system,WAMS）的情况下,电力系统的受扰轨迹规律,研究了基于WAMS的暂态稳定判别技术,分析了状态量门槛值判别方法、基于相平面轨迹凹凸性判别方法、基于单机能量函数判别方法及基于实测轨迹的扩展等面积准则（extended equal area criteria,EEAC）判别方法等的原理及特点。以2012年南方电网丰大计算数据为基础,以实际系统为研究平台,通过仿真分析验证,从准确性、快速性及对测量的要求等方面,对比分析了暂态失稳判据的优缺点及适用性,为工程化应用提供了重要参考。