基于改进动态阻抗法的电网静态电压稳定裕度快速评估

戴维南等效参数准确辨识是实现电网静态稳定在线评估的关键。采用两个时刻潮流的辨识方法很难保证两时刻之间等效参数不变的假设条件。首先分析了现有等效参数辨识方法存在的问题,提出了一种基于动态等效阻抗的改进等效参数辨识方法,利用当前运行点和预估点在线快速计算等效参数。改进方法解决了负荷功率恒定和多节点负荷功率同时变化时原方法失效的问题。在此基础上,利用阻抗模指标对电网静态稳定裕度进行评估。最后,通过仿真验证了所提方法的有效性。     

基于相量测量的电压稳定裕度在线评估

超高压、大容量、远距离电能的传输和电力市场化等因素使电压稳定问题成为严重威胁电力系统安全稳定的主要隐患之一,研究一种快速、可靠的电压稳定裕度在线评估方法是十分必要的。提出了一种基于相量测量装置的电压稳定裕度在线评估策略,该方法根据电力系统在重负荷情况下网损增长率特性确定电压稳定裕度评估指标,利用相量测量装置提供的节点相量信息可以快速实现电压稳定裕度的在线评估。IEEE 39节点算例仿真验证了该方法的正确性和有效性。在相量测量装置不断推广的情况下,该方法对实现电压稳定的在线监控具有一定的现实意义。     

基于PMU量测信息的电压稳定在线评估指标

为实现对电压稳定的实时在线监测,亟需研究具有良好精确度、线性度和计算快速性的电压稳定在线评估指标,为此提出一种新的基于支路电压方程可行解域的静态电压稳定Lu指标。该指标可由PMU的局部量测信息快速计算获得。进而,为了消除冗余量测信息对指标精确度的影响,提出了仅利用PMU电压量测信息的Lu改进指标Lu.pro。最后,通过仿真算例验证了Lu及Lu.pro指标具有很好的准确性和线性度,并进一步验证了Lu.pro指标在三相不对称情况下的适用性和有效性。结果表明,Lu指标以及改进的Lu.pro指标能够反映系统中电压稳定的薄弱节点及区域,适用于电压稳定的在线监测与评估。     

暂态电压稳定评估方法综述

随着电网日益扩张,新能源大量并网,对暂态电压稳定的要求日益提高,不能仅判断暂态电压稳定与否,稳定裕度指标也要精确给出,以便于运行调度人员对暂态电压稳定程度有更清晰的认知。从需要考虑故障信息和人工智能两个方面归纳了现阶段的暂态电压稳定裕度计算方法,并总结其优缺点。     

基于PMU技术的电压稳定研究

电压失稳是一个动态的强非线性过程,需要采用动态方法来研究,而常规的动态电压稳定分析方法(如时域仿真法)的最大缺点是计算速度慢、耗费时间长,不能满足电压稳定在线研究的需要。本文利用PMU实测数据,在网损灵敏度理论的基础上,构造了一个二阶指标—综合网损灵敏度指标(Integrated Loss Sensitivity Index,ILSI),同目前电压稳定分析常用的一阶指标相比,具有线性度好,准确度高的优点,在电压失稳过程中有比较均匀的变化趋势,这样不仅可以让运行人员清楚地了解系统的稳定状况,而且还可以预测稳定极限。提出的算法物理意义明确、算法结构简单,在IEEE9节点系统的仿真结果表明,该指标在系统电压恶化的过程中显示良好的线性度,可以很好地表征目前系统的电压水平。     

电压稳定在线预测评估方法研究

提出了有效的方法评估系统状态,预测电压崩溃。并根据指标值进行排序,进一步确定电压崩溃的地点。     

基于改进电压灵敏度分析的大区电网间容量交换能力评估

提出基于断面交换容量–电压变化比的灵敏度分析方法,对大区电网间潮流断面上的交换容量–电压稳定性进行分析,得出系统薄弱通道和敏感节点。对基于交换容量最敏感节点的电压灵敏度变化趋势进行样条插值,对样条插值所得的离散值进行非齐次指数函数拟合后求导,得出电压灵敏度的变化率函数,根据电压稳定临界点的判别条件计算交换容量极限,并以电压稳定裕度指标进行校验。对"三华"特高压电网的容量交换能力评估的应用表明,所提方法正确、有效,且具有较高的精度。     

电力系统静态电压稳定性在线监控(二)--一种在线确定负荷裕度的方法

提出了一种可在线应用的静态电压稳定裕度计算方法．首先基于计及负荷静态特性的节点静态电压稳定指标（VSI）,用直线拟合VSI变化曲线．计算系统最大负荷系数,推导出负荷系数裕度指标,然后将此指标和发电机无功越界裕度指标配合使用．从而可以较好地对系统的负荷裕度进行在线估计．IEEE 30节点的仿真表明该方法应用简单、计算速度快．可用于电力系统运行状态的实时监控.     

基于约束投票极限学习机的在线静态电压稳定评估

快速准确的在线静态电压稳定评估是规模化互联电网安全稳定运行的重要保障。针对传统神经网络学习模型调参繁杂、训练时间长、样本需求数量庞大等缺点,提出了一种基于约束投票极限学习机（constrainedvoting extreme learning machine,CV-ELM）的在线静态电压稳定评估模型。CV-ELM基于类间样本差值构建差向量集计算输入层对隐藏层的权值及隐藏层节点偏置项,并引入多数投票机制,通过集成学习的方式进行分类决策。此外,CVELM可自适应确定网络参数,在分类准确率、鲁棒性及泛化能力方面均优于传统的ELM。最后,基于新英格兰10机39节点系统的算例仿真结果证明了所提模型的有效性。     

多边界电压薄弱区域的电压稳定在线监测方法

提出了针对多边界电压薄弱区域的电压稳定在线监测方法。首先,基于边界节点利用辐射状等值独立REI(radial equivalent independent)法将电压薄弱区域等效为单个虚拟节点;其次,利用卡尔曼滤波连续实时计算电压薄弱区域外部系统的戴维南等值参数;最后,提出电压薄弱区域的电压稳定裕度指标。该指标可实时在线评估电压薄弱区的电压稳定裕度。通过某省实际电网的电力系统综合分析程序PSASP(power system analysis software package)仿真数据,以及实际故障场景下的相量测量单元PMU(phasor measurement unit)测量数据,计算该区域的电压稳定裕度,结果验证了此方法的可行性和有效性。     

在线电压安全评估在北京电网中的应用

北京电网是京津唐(北京-天津-唐山)电网的枢纽,而且从区外受电比例过高,因而在线监测和分析北京电网的电压稳定问题显得尤其迫切.文中应用DSA PowerTools软件建立了在线电压安全评估系统对北京电网进行在线电压安全评估.它具有电压安全评估、故障筛选、确定预防控制措施、离线分析等电压安全评估功能,在此基础上开发了一个面向北京电网的数据接口程序和系统计算结果的Web浏览功能.北京电网的实际投运情况表明,整个系统的运行情况良好,实现了全部电压安全评估功能,还可通过数据接口程序实现用户交互故障设置和输入数据文件编辑等功能,并可利用Web更快速、直观地浏览计算分析结果.     

计及感应电动机负荷的电力系统在线电压稳定指标

在任意时间断面上可以从某一负荷母线向系统看进去，将整个系统等值为一个电压源经输电线路向所研究的负荷母线供电的两节点系统，在此基础上计及动态感应电动机负荷，提出了负荷母线在线小干扰电压稳定指标。利用实时等值得到的系统等值电势和阻抗，经过简单的计算，可以得到被监测负荷母线的电压稳定指标。将系统中所有负荷母线的最小指标值作为该系统的电压稳定指标，该最小值所对应的母线为系统中的最薄弱母线。系统电压稳定指标与临界值0之间的距离反映了系统的电压稳定裕度。EPRI-36系统的数值仿真结果验证了该指标的有效性和准确性。所提出的指标克服了以往在线应用中基于潮流模型指标的不准确性问题，计算量小，适合于电力系统在线电压稳定分析与监测。     

考虑负荷动态模型的在线小干扰电压稳定指标

对电力系统在任一时间断面上从某个负荷母线向系统侧看进去的部分进行戴维南等值,并对负荷采用三阶感应电动机并联恒阻抗动态模型,分析该负荷节点的小干扰电压稳定性。通过对负荷节点PV曲线上的平衡点进行小干扰分析的结果表明,等值系统的小干扰电压稳定性本质上是负荷中感应电动机部分的静态稳定性,感应电动机部分采用三阶模型和一阶模型得到系统平衡点的小干扰电压稳定性是一致的,因而文中采用一阶模型条件下所推导出的系统在线小干扰电压稳定状态指标的解析表达式,能表征系统当前运行点各个负荷节点的电压稳定程度。IEEE39节点系统的计算结果表明该指标正确、有效、计算简便。     

PMU电压幅值与频率量测一致性的在线评估方法

相量测量单元(PMU)的广泛应用,为实现电网的动态安全监控提供了数据基础,也是建设智能电网的重要技术内容。然而各厂家在实际运行环境中PMU产品的精度和相量量测的一致性并没有经过严格的检验。文中提出一种PMU电压幅值与频率量测一致性的在线评估方法,分别给出了电压一致性、频率一致性与电压—频率一致性指标及其计算方法。此外,还重点分析了可能造成电压幅值及频率量测一致性差异的原因,即系统偏离额定频率对PMU量测的影响,指出应对偏离额定频率情况下的计算相量进行修正,以进一步改善实测相量的质量。     

基于近似连续潮流的在线电压稳定分析

提出近似连续潮流算法以实现电压稳定的在线监视,该算法由预测算法和校正算法2部分组成。其中,预测算法线性化潮流方程,并以一个切线预报来预测其下一个步长状态变量的数值;校正算法则将预测值代入潮流方程,进而求得负荷的计算增长方向。为了减小负荷增长方向和计算增长方向的偏差,每一个步长的预测计算均回到负荷增长的调整方向,并依次反复迭代,直到负荷增长方向与计算增长方向的夹角大于给定值,此时表明潮流方程的线性程度显著恶化,从而得到负荷裕度的近似值。进一步给出了近似连续潮流算法为连续潮流算法线性近似的严格数学证明。该算法不存在潮流方程的收敛问题,计算速度快,所求得的电压稳定指标线性程度好,物理意义明确。IEEE39节点的算例证明了算法的有效性。     

广域测量系统下基于PMU的在线电压稳定指标

针对系统电压稳定课题,提出了一种在线电压稳定监测指标。该指标采用精确的线路模型,考虑了线路分布电容的充电作用,不受无功功率流向不确定性的影响。该指标算法形式非常简单,便于微机实现。通过IEEE标准算例进行验证,结果分析表明它比其它指标有更好的指示效果。将该指标结合PMU的实时同步数据,可以实现广域测量系统在线电压稳定监测,为电压稳定控制提供更加准确的信息。     

基于负荷裕度的在线电压稳定指标

提出了一种基于PMU同步测量数据的负荷节点有功极限和无功极限快速计算方法,在此基础上分别给出电压崩渍的有功裕度指标和无功裕度指标.该方法基于系统的当前运行点,采用π型电路模型对复杂网络进行在线参数辨识,在此基础上推导了负荷的有功裕度和无功裕度的快速计算方法,然后采用基于节点功率的电压稳定指标进行电压稳定判别.该方法能明确区分是由于有功过载还是无功缺乏所引起的电压失稳,并且具有良好的单调性和线性,能够为电压稳定的在线控制提供准确的参考依据.在IEEE 118节点系统中的仿真证明了该方法的有效性.     

基于广域量测的电压稳定在线监测方法

利用电压稳定在线监测系统进行在线预警,是电压稳定在线监控系统的重要组成部分。该文根据单电源简单传输系统模型,提出一种在线监测静态电压稳定性的负荷裕度指标,它可准确地反映节点的负荷裕度,能给出运行点是否位于系统PV曲线上半支或下半支的信息。对多机系统中的负荷节点及联络节点构造单电源功率传输等值系统,等值电源的电压幅值能基本保持恒定;利用广域量测系统,测量计算单电源功率传输等值系统参数及负荷裕度指标。在改进的IEEE 50机测试系统上仿真表明,提出的电压稳定在线监测方法能很好地反映负荷裕度,捕捉到电压稳定薄弱母线。     

基于功率传输路径的在线电压稳定性评估新方法

电压失稳本质上是一种局部现象,系统的电压稳定程度可以由最易于电压失稳的功率传输路径的电压稳定性来表征。文中应用局部电压稳定性指标确定薄弱负荷节点,并借助电气距离信息,从无功、有功传输路径两方面确定路径参与节点和关键功率源点,得到系统功率传输的薄弱路径集,通过等值判别最弱功率传输路径,将该路径的电压稳定性指标与关键发电机的无功储备指标相结合,评估整个系统的电压稳定程度。新英格兰10机39节点算例系统的仿真结果表明,该方法速度快、精度高,适合于在线应用。