基于帕德逼近的暂态稳定性快速数值计算方法

数值积分方法是电力系统暂态稳定性分析计算的基本方法。寻找一种快速、可靠的数值计算方法可以有效提高暂态稳定性计算的计算速度和计算精度。因此提出了一种基于帕德逼近的暂态稳定性数值计算方法,分析了该方法的数值稳定性,并采用IEEE145节点的暂态稳定性计算系统进行仿真计算。通过比较帕德逼近方法与泰勒展开方法的计算结果,初步验证帕德逼近方法具有较高的计算精度。该方法比较适合电力系统暂态稳定性及相似问题的数值计算。     

基于WAMS的电力系统暂态稳定的快速预测

提出一种基于广域测量系统WAMS(Wide areaMeasurementSystem)的电力系统暂态稳定实时快速定量分析的方法。该方法根据PMU实时采集的各发电机转子角速度及电磁功率,通过预测扰动结束后系统运动轨迹和基于暂态能量的轨迹分析法来评估系统的暂态稳定性。在 6机系统上进行仿真计算,结果表明,该方法能有效预测电力系统的暂态稳定性。     

基于WAMS的电力系统暂态稳定的快速预测

提出一种基于广域测量系统WAMS(Wide-area Measurement System)的电力系统暂态稳定实时快速定量分析的方法.该方法根据PMU实时采集的各发电机转子角速度及电磁功率,通过预测扰动结束后系统运动轨迹和基于暂态能量的轨迹分析法来评估系统的暂态稳定性.在6机系统上进行仿真计算,结果表明,该方法能有效预测电力系统的暂态稳定性.     

基于暂态势能控制的储能提高暂态稳定性研究

为研究储能电源快速提高电力系统的暂态稳定性,提出一种基于支路暂态势能控制的方法。利用储能电源的快速能量转换能力消纳电力系统扰动过程中被注入的过剩暂态动能,将系统内临界割集的支路暂态势能控制在有限范围内,实现电力系统暂态过程中动能与势能的有效转换。通过电力系统分析综合程序PSASP的用户自定义建模模块,构建反应储能电源特性的储能电源暂态模型并定义了暂态稳定评价指标。仿真分析结果表明,所提方法和研究结果对于储能电源提高电力系统暂态稳定性具有指导意义.     

短路故障下单机无穷大系统的暂态稳定仿真分析

电力系统暂态稳定性是评估电力系统安全稳定运行的重要指标。短路故障是电力系统暂态稳定分析中最常见的大干扰信号,因此着重分析短路故障情况下电力系统暂态稳定变化特性。当系统发生短路故障时,根据发电机转速变化曲线可判断系统暂态稳定性。通过改进欧拉法对发电机转子运动方程进行数值求解,获得发电机转速的数学计算模型。采用单机无穷大系统模拟实际电力系统,建立短路故障下暂态仿真模型,从切除故障时间和调节发电机励磁系统两个方面分析电力系统暂态稳定性,结果发现通过快速切除故障和调节励磁放大系数均可保障系统的稳定性。研究成果可为电力系统稳定性的分析和控制提供有力的支持。     

基于SVC和PSS的电力系统暂态稳定性研究

针对长距离特高压输电及发电机组快速励磁等技术的广泛应用引起电力系统暂态稳定性降低的问题,分析影响电力系统暂态稳定性的原因,介绍静止无功补偿器(SVC)和电力系统稳定器(PSS)的工作原理,提出了SVC和PSS联合提高电力系统暂态稳定性的方法,并在风电场的应用中验证了该方法的有效性。     

MATLAB PSB在电力系统暂态稳定中的仿真应用

运用MATLAB电力系统仿真程序SimPowerSystems构建了一个单机—无穷大系统模型,并在此基础上对电力系统稳定器、快速切除故障、故障限流器、单相自动重合闸等提高电力暂态稳定性措施的运行效果进行了仿真分析,可供师生在电力系统暂态分析课程教学过程中参考。     

电力系统微分代数方程模型的暂态电压稳定性分析

电力系统中暂态电压失稳事故时有发生,从而引起电力界的广泛关注。目前的暂态电压稳定分析方法尚存在不足之处。基于时域仿真法、能量函数法和奇异诱导分岔理论研究电力系统暂态电压稳定问题,以期在电力系统发生大扰动后快速判断故障后系统的暂态电压稳定性,从而有利于及时采取控制措施避免系统电压崩溃。首先探讨电力系统微分代数方程(differential-algebra equation,DAE)模型及其奇异性,分析暂态电压稳定分析的保留结构模型的能量函数法,在此基础上采用奇异诱导分岔判断暂态电压失稳,以一个简单系统分析静态负荷模型及感应电动机模型对系统暂态电压稳定性的影响。     

基于时空图卷积网络的电力系统暂态稳定评估

快速准确的电力系统暂态稳定分析对电力系统安全稳定运行有着重要意义。现代电力系统设备元件日趋复杂多样导致系统非线性日益增强,作为电力系统暂态稳定分析传统方法的时域仿真法过于耗时。针对此问题,提出了一种基于时空图卷积网络模型的暂态稳定分析方法,将短时仿真与神经网络预测相结合,减少暂态稳定分析所需时间,可用于多种仿真分析场景。该方法将暂态稳定分析建模为样本空间映射问题,利用数据驱动方法训练神经网络模型,建立从暂态过程电网空间结构与时序潮流数据到暂态稳定的映射。模型通过同时提取暂态过程故障前、故障中、故障后的电网空间结构特征和时序潮流特征来实现对系统暂态稳定的快速准确判断。与传统暂态稳定分析方法相比,所提出的方法仅需进行短时间仿真分析,提高了分析效率。与其他机器学习模型相比,时空图卷积网络模型同时挖掘电力系统暂态过程的空间特征和时间特征,引入了更多与稳定性相关的先验知识,具有更优的特征挖掘能力和分析性能。基于新英格兰39节点系统的测试结果验证了所提方法的可行性、有效性和优越性。     

基于二次向量场的暂态稳定性快速数值计算方法

时域仿真是研究电力系统暂态稳定性的重要手段。该方法主要涉及微分代数方程(DAE)的数值求解。目前,电力系统暂态稳定性仿真最常用的方法是先用隐式梯形法离散常微分方程,再用拟牛顿法求解非线性方程组。对于大规模电力系统,这种仿真方法非常耗时,因为在每一步的积分过程中通常需要多次迭代。提出了一种基于Kahan方法的数值方法来实现快速的暂态稳定性仿真,其中电力系统的机电暂态特性由二次微分代数系统描述,然后用Kahan方法求解DAE的非线性方程。基于Kahan方法提出的仿真方法是线性隐式的,可以通过求解单个线性系统来计算每个时间步长的积分。因此,它比现有方法具有更好的计算效率。在5机18节点系统和IEEE145节点系统上进行的研究证实了该方法的有效性。     

基于深度学习的多输入特征融合的暂态电压稳定性评估方法

暂态电压稳定性评估是电力系统稳定性评估中的难点和重点.提出一种基于深度学习、考虑多输入特征集的暂态电压稳定性评估方法,首先建立包含故障前、故障发生时刻、故障切除时刻的多输入故障集;然后基于深度学习建立卷积神经网络并离线训练PMU数据,最终达到快速准确评估暂态电压稳定性的目的.仿真结果表明,提出的评估方法与现有的神经网络...     

基于主动学习的电力系统暂态稳定评估方法

随着泛在电力物联网概念的提出,暂态稳定在电力系统运行控制中扮演着越来越重要的角色。由于相量测量单元(Phasor Measurement Unit,PMU)的广泛配置,基于机器学习的暂态稳定实时评估方法展现出了巨大的发展潜力。针对这类方法在应用中离线训练数据生成耗时及造成的难以在网架发生变化后快速更新模型的问题,论文提出了一种基于主动学习的电力系统暂态稳定评估方法。考虑不同运行方式、不同故障下进行短时间仿真(仿真至故障切除时刻)生成无标注样本;随机选取一部分样本进行长时间仿真以标注这些样本的稳定状态,并进一步训练基于支持向量机的暂态稳定评估模型;最后循环选择剩余未标注样本中信息熵较高的部分数据进行标注对模型重新训练,直至模型准确率不再变化。在新英格兰10机39节点测试电力系统的仿真表明,论文提出的方法能够有效降低离线仿真的时间,大大提高评估模型部署的效率,并对广域噪声具有鲁棒性。     

Assessment of transient voltage stability based on critical operating time of emergency control using neural networks

Since unstable phenomena that load bus voltages collapse rapidly after a large disturbance occurred in a bulk power system, it is becoming necessary to develop a fast and precise evaluation method of what is called transient voltage stability. Although many indices have so far been proposed for static voltage stability assessment, there are few evaluation methods, digital simulation analysis for example, for the transient voltage stability assessment that deals with the dynamic characteristics of generators, loads, etc. This paper presents the transient voltage stability evaluation system that consists of two artificial neural networks (NNs). The first NN judges whether the system is stable or not under a given operating condition, load composition and fault location from the viewpoint of the transient voltage stability. If it is judged to be unstable, the second NN estimates critical operating time of emergency control action as a severity index of the transient voltage instability. Here, closing of a bus tie that is switched off in the normal state is adopted as the emergency control for voltage stabilization. Numerical examples for a 26-bus model system are shown in order to check the effectiveness of the proposed evaluation system.     

电力系统参数空间暂态稳定边界构建及在线快速更新方法

为适应在线暂态稳定分析与控制,提出了一种电力系统参数空间中的暂态稳定边界构建及快速更新方法.对于给定的关键故障和既定故障前后的网络拓扑结构,首先,基于横向可扩展的宽度学习系统,构建了极限切除时间与电力系统参数之间的映射关系.为提高实际故障切除时间阈值附近的预测准确率,通过构建二次比例因子对临界误差进行修正.然后,结合预设故障切除时间阈值确定相应暂态稳定边界,并评估当前系统的稳定裕度.最后,在保证暂态稳定评估准确性的基础上,基于增量学习方法提出了无须重新训练全部网络的在线快速更新策略.通过对IEEE 39节点测试系统和中国南方电网实例系统仿真分析发现,所构建模型能够对系统暂态稳定性进行准确评估,并具有良好的泛化性能.同时,快速更新策略可在保证预测准确率的情况下,大幅减少模型更新时间,为在线暂态稳定评估提供了支撑.     

Hybrid transient stability analysis [power systems]

The hybrid method of power system transient stability analysis, which combines the desirable features of both the time-domain simulation technique and the direct method of transient stability analysis, is presented. The hybrid method first computes the actual system trajectory using time-domain simulation, then evaluates the transient energy function in order to derive a stability index for fast derivation of transient stability limits. Proper criteria are proposed to stop the time-domain simulation of the system trajectory to reduce CPU time, once the status of the system has been identified. The method was successfully applied to three test systems varying in size from four generators to 50 generators. The method is shown to be a potential tool for online calculation of transient stability limits     

基于马尔可夫链蒙特卡罗方法的电力系统暂态稳定概率评估

研究了一种电力系统暂态稳定概率评估方法,提出了利用马尔可夫链蒙特卡罗方法模拟负荷水平,考虑随机序列之间的相关性;模拟过程中,提出以故障信息作为输入特征、基于AdaBoost-DT的暂态稳定评估方法。新英格兰39节点测试系统的仿真表明,本文提出的马尔可夫链蒙特卡罗方法比传统的蒙特卡罗方法更快速收敛,同时AdaBoost-DT大幅减少仿真时间,且能有效预测暂态稳定性。     

A fast approach to transient stability estimation using an improved potential energy boundary surface method

In this paper, a new fast algorithm to perform online transient stability assessment (TSA) in a power system is proposed. The TSA is concerned with finding the critical clearing time (CCT), the stability limit, for a specified fault. The method possesses the merits of the fast speed of the potential energy boundary surface method and the accuracy of the conventional time domain simulation technique. To expedite the algorithm, an efficient stopping criterion for postfault trajectory simulation is developed. Examples are given to show the problems of integration stopping criteria published in recent papers and how they are tackled. Extensive test results on several systems, including the 10-generator New England system, the 17-generator Iowa system and the IEEE 50-generator system, are reported.     

快速高阶Taylor级数法暂态稳定计算

本文从解析发电机节点入手,分析和研究了发电机与系统网络座标系之间座标变换矩阵的导数规律。并结合因子表技术,得到了在计及发电机暂态凸极效应的情况下,发电机与系统网络接口处各种时变量的各阶导数的递推公式,形成了快速高阶Taylor级数法暂态稳定计算方法。分析和计算结果表明该方法具有准确、快速和递推的优点,在电力系统暂态稳定计算与分析中有很大的实用价值。     

一种新的电力系统暂态稳定性在线计算方法

推导出了一种新的预测＿校正积分方法，并将其应用于大规模电力系统暂 态稳定性的分析计算，成功地导出了一种多机系统暂态稳定性实时仿真方法。