基于稳定裕度指标的暂态电压稳定分析

基于稳定域边界二次近似,提出了暂态电压稳定裕度指标,并分析了计及感应电动机机电暂态过程的单负荷无穷大系统的暂态电压稳定性.仿真表明:该指标具有准确度高及易于计算机实现等特点,具有较好的工程实用性,并可应用于判断系统暂态电压稳定裕度和估计暂态电压稳定的临界切除时间以及故障排序.     

电力系统暂态稳定域边界局部近似方法的研究

依据非线性动力系统理论，稳定域边界应由其所有不稳定平衡点的稳定流形的并集构成。该文采用一种新的方法寻找不稳定平衡点的稳定流形，该方法可确定平衡点的稳定流形所满足的偏微分方程。在此基础上，该文运用偏微分方程的二阶近似解，即二次超曲面，来近似不稳定平衡点局部的稳定域边界。与对角化或规范型(normal form)方法相比，该方法避免了求解Jacobian矩阵的全部特征根，从而使计算量显著下降。实际仿真结果表明，该方法取得了较好的局部近似效果，此局部近似结果有助于对稳定域边界形状的分析和研究，且对直接法的结果具有一定的参考和比较价值。     

基于半张量理论的电力系统稳定域边界逼近(二)应用

电力系统稳定域边界的逼近一直是应用能量函数方法分析电力系统暂态稳定的难点.采用能量函数方法所应用的电力系统数学模型,基于半张量理论所给出的电力系统稳定域边界逼近算法,文中分别对单机无穷大系统及IEEE 3机9节点标准测试系统的稳定域边界进行逼近,并依据近似的稳定域边界估计了临界切除时间.通过对近似稳定域边界的可视化及与传统的等能量函数曲线稳定域边界的对比,充分显示近似稳定域边界提高了直接法分析电力系统暂态稳定的精度.进一步指出了应用半张量方法逼近电力系统稳定域边界仍需深入研究的问题.     

基于半张量积方法与准稳态时域仿真的电力系统中长期电压稳定分析

提出了综合基于半张量积方法的非线性动力学稳定裕度指标与准稳态时域仿真的中长期电压稳定判定方法。建立了中长期电压稳定分析模型。该模型将短期动态平衡方程转化为代数方程,降低了求解稳定裕度指标过程中雅可比矩阵以及海森矩阵的计算复杂度。在此基础上,利用基于半张量积方法的中长期电压稳定指标分析中长期电压稳定性。新英格兰10机39节点系统的仿真结果验证了所提方法的有效性。     

交直流混合系统受端电网暂态电压稳定分析

随着南方电网西电东送规模的日益扩大,受端电网的暂态电压稳定问题日益凸显。深入探讨了南方电网的受端系统的暂态电压稳定问题出现的机理和影响因素,通过对失稳故障的分析表明交流线路、直流换流站的无功需求会逐步恶化受端系统的稳定性,最终由局部地区的负荷失稳导致整个区域发生电压崩溃。针对失稳故障分析比较了相应的稳定措施,其中动态无功补偿措施能够有效地抑制异步电动机诱发的电压崩溃。     

交直流混合系统受端电网暂态电压稳定分析

随着南方电网西电东送规模的日益扩大,受端电网的暂态电压稳定问题日益凸显.深入探讨了南方电网的受端系统的暂态电压稳定问题出现的机理和影响因素,通过对失稳故障的分析表明交流线路、直流换流站的无功需求会逐步恶化受端系统的稳定性,最终由局部地区的负荷失稳导致整个区域发生电压崩溃.针对失稳故障分析比较了相应的稳定措施,其中动态无功补偿措施能够有效地抑制异步电动机诱发的电压崩溃.     

电力系统暂态稳定域近似边界可信域及其扩展

电力系统稳定域边界的逼近一直是应用直接法进行电力系统暂态稳定分析的难点。该文给出一种基于可信域和暂态能量函数的边界近似方法,该方法利用特征不变流形(characteristic invariant manifolds,CIMs)确定的可信域和其边界上故障轨迹相关方向处暂态能量函数常值能量面的并集确定近似边界。采用该方法对WSCC4机11节点标准测试系统稳定域边界进行逼近,并依据近似稳定域边界估计临界清除时间。通过对采用纯多项式近似的边界及与采用纯能量函数近似边界的比较,表明该方法即排除了多项式近似边界收敛域外的不确定性,又在很大程度上克服了传统能量函数近似边界的保守性,提高了直接法分析电力系统暂态稳定的精度。     

基于二阶上界函数的暂态稳定域估计方法

基于多机系统均匀阻尼模型,借助泰勒定理和拉萨尔不变性原理提出了一个新的构建暂态稳定域的一个闭合子集的解析方法:二阶上界函数法.首先介绍了构建此稳定域方法的解析表达式和计算步骤,最后针对3个不同规模的算例系统进行了系列仿真,结果表明相比一阶上界函数法,本文方法保守性有所改善,并且严格可靠.     

基于非均匀阻尼模型的二阶上界函数暂态稳定域估计方法

该文基于多机系统非均匀阻尼模型，借助泰勒定理和拉萨尔不变性原理提出了一个新的构建暂态稳定域闭合子集的解析方法一二阶上界函数法。文中首先介绍了构建此稳定域方法的解析表达式和计算步骤，然后针对9节点系统和10机39节点算例系统分别进行了仿真计算，仿真结果表明：相比一阶上界函数法，文中所提方法保守性有所改善且严格可靠，而且还避免了计算不稳定平衡点这个传统能量函数法存在的难题。     

基于半张量理论的电力系统稳定域边界逼近:（一）理论基础

电力系统稳定域边界的逼近一直是应用能量函数方法分析电力系统暂态稳定的难点。基于半张量理论，文中给出了逼近电力系统稳定域边界的矩阵方程。通过矩阵运算，可以获得电力系统稳定域边界的高阶逼近表达式。所提出的算法没有对系统进行任何形式的非线性变换，不需要求解系统所有的特征根与特征向量，也无需进行时域积分；算法充分保留了系统的非线性结构，形式简洁。由于该算法完全基于矩阵运算，因此非常适于计算机实现。     

静态电压稳定域边界的二次近似分析

提出基于隐函数求导法的注入空间静态电压稳定域和实用静态电压稳定域边界的二次近似算法。与现有的电压稳定域边界的线性近似方法相比,该方法能在大范围内更加精确地逼近稳定域边界,并能确定电压稳定域边界的凸凹性。进一步,利用状态变量对于参数变量的二次偏导数,给出线路空间中稳定域边界二次近似的解析表达式,进而得到割集空间中电压稳定域边界二次近似的解析表达式。据此可实现静态电压稳定域的可视化,并可指导电力系统的安全运行。IEEE-9和IEEE-39 节点系统仿真验证了所提出算法的有效性。     

基于电压时间序列的电力系统暂态电压稳定分析

基于实时获取的广域测量信息,提出一种利用机端电压幅值偏差序列的最大Lyapunov指数指标（LLE）与机端电压幅值序列相结合的暂态电压稳定判别方法。基于无需系统模型的LLE计算方法,建立LLE与机端电压幅值偏差序列的数学关系,根据最大Lyapunov指数曲线运动的轨迹特征,以及机端电压幅值变化率-电压幅值偏差（[Vmagcr-ΔVmag]）特性曲线的运动趋势,提出一种基于LLE与机端电压幅值偏差率的暂态电压稳定判据。针对多机系统,本文提出基于临界机组对的暂态电压稳定判别方法。将本文所提方法在IEEE10机     

基于曲面二次标准型逼近的最近电压稳定临界点求取方法

针对切平面不能准确描述电压稳定极限曲面极限点邻域性质的缺陷,文中提出一种考虑负荷增长方向不确定性的基于曲面二次标准型逼近的两层规划模型,求解最近电压稳定临界点。该方法首先计算初始化负荷增长方向上的电压稳定临界点,并利用Weingarten映射获得该点处极限曲面的主曲率,进而获得极限曲面的二次标准型逼近,最后采用基于信赖域思想的二次规划法迭代搜索最近的电压稳定临界点。所提模型可同时考虑鞍节点分岔和极限诱导分岔两种临界点。对多个IEEE系统及中国东部某实际大区域电网等系统的分析证明了该方法的有效性。分析表明,所提方法具有收敛速度快、鲁棒性好,全局寻优能力强的优点,可快速确定电力系统的电压薄弱区域,并可直接用于大系统分析。     

基于节点静态电压崩溃概率的电压稳定指标研究

通过对节点静态电压变化模型的分析,提出一种考虑有功与无功相对制约关系及功率因数变化的电压稳定静态指标模型,IEEE30节点系统的仿真结果表明该指标能更敏感地识别出系统的薄弱节点,为静态电压稳定的预防控制提供参考,具有计算量小、速度快、灵敏度高等优点。     

基于半张量理论的电力系统稳定域边界逼近:（一）理论基础

电力系统稳定域边界的逼近一直是应用能量函数方法分析电力系统暂态稳定的难点.基于半张量理论,文中给出了逼近电力系统稳定域边界的矩阵方程.通过矩阵运算,可以获得电力系统稳定域边界的高阶逼近表达式.所提出的算法没有对系统进行任何形式的非线性变换,不需要求解系统所有的特征根与特征向量,也无需进行时域积分;算法充分保留了系统的非线性结构,形式简洁.由于该算法完全基于矩阵运算,因此非常适于计算机实现.     

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。     

电力系统电压稳定机理研究

正确认识电力系统电压稳定机理是电压稳定研究进一步发展的关键。在分析了电压稳定定义和数学模型后,给出了物理意义明确的电压稳定和电压崩溃的定义。分别对纯电阻电路和交流电路的电压稳定性机理进行了研究,说明了电力系统电压稳定性的机理,并从输电网络输电极限、负荷动态特性以及受端系统电压支撑3个方面对电力系统电压稳定进行机理解释。     

电力系统微分代数模型的奇异性和暂态电压稳定

将电力系统微分代数模型的奇异性与暂态电压稳定相联系,用动态负荷模型逼近静态负荷模型,以消除原微分代数方程模型中的奇异性。在2机单负荷3节点系统和新英格兰39节点系统中构造算例,证实了系统在原奇异点附近具有暂态电压崩溃的特征,从而微分代数方程的奇异性可以作为暂态电压崩溃的一种机理解释。此外,还研究了动态负荷模型时间常数、负荷功率和负荷成分对暂态电压稳定性的影响。研究结果表明具有恒功率或恒电流负荷特性且负荷响应较快的系统在重载下易发生电压崩溃。上述结论对研究暂态电压稳定的机理、电压稳定和功角稳定的关系、电力系统微分代数方程模型的理论和仿真分析具有一定的参考价值。     

基于半张量积稳定域理论的SVC系统稳定性分析

针对某煤矿10kV配电网络亟需分析SVC装置对系统稳定性影响的实际需要。提出了一种基于半张量积稳定域边界理论的SVC系统稳定分析方法。将半张量积稳定域边界理论应用于装设SVC装置的某煤矿10kV配电网络中,根据实际工况对系统进行稳定裕度指标分析,建立可判断系统稳定性的数学模型,并利用Matlab对系统模型进行仿真,得到SVC装置对系统电压稳定性的影响规律。该方案既简化了计算又可以根据稳定指标判断系统的稳定程度,对系统稳定性的判断有很高的参考价值。