用特征值灵敏度法分析系统参数对小干扰稳定性的影响

电力系统小干扰分析中,特征值对参数的灵敏度定量地提供了参数影响的程度和趋势.该文以某电网的典型运行方式为基础,根据特征值对任意运行参数(如PQ节点功率、PV节点电压)和网络参数(如线路阻抗、变压器分接头)的灵敏度,分析了各个系统参数对电网小干扰稳定性的影响.依据分析结果,可以通过调整系统参数来改善系统的小干扰稳定性.     

小干扰稳定中特征值对运行参数的灵敏度

特征值灵敏度分析已广泛应用于对电力系统中控制元件的选址和控制系统的参数设计,特征值灵敏度已成为电力系统小干扰稳定控制设计时一个不可缺少的重要工具。但是,绝大多数文献都只是分析系统中各个闭环控制及其参数对小于扰稳定性的影响,而一般系统参数（诸如运行参数）的作用却没有引起足够的重视。因此,推导了电力系统小于扰稳定性分析中特征值对运行参数（包括节点注人功率和PV节点电压）的灵敏度,并将其应用于新英格兰10机系统来评价系统参数在电力系统小于扰稳定性中的作用。     

多变流器并网系统的小干扰稳定性判据与参数灵敏度分析

由于电力电子设备的负电阻特性,多变流器并网系统(multiple grid-connected-converter system,MGCCS)的小干扰稳定性面临着严峻的挑战.而使用阻抗分析法与状态空间分析法在分析MGCCS时尚存在一定局限性.该文提出一种基于充分稳定性判据的MGCCS稳定性分析方法.首先,MGCCS被建...     

特征值对运行方式灵敏度的计算

由一般微分代数方程组所描述的动态系统推导出其特征值对参量灵敏度 的计算公式,从而对电力系统提出了一种新型灵敏度的概念。不同于以 往特征值对设备参数的灵敏度,这种灵敏度反映的是特征值对于系统运 行方式变化时的变化率。说明了该灵敏度的原理和计算方法。对50机的 西北系统的分析表明,这类灵敏度将会有广阔的应用前景。     

特征值对运行方式灵敏度的计算

由一般微分代数方程组所描述的动态系统推导出其特征值对参量灵敏度的计算公式,从而对电力系统提出了一种新型灵敏度的概念。不同于以往特征值对设备参数的灵敏度,这种灵敏度反映的是特征值对于系统运行方式变化时的变化率。说明了该灵敏度的原理和计算方法。对５０机的西北系统的分析表明,这类灵敏度将会有广阔的应用前景。     

小干扰稳定性部分特征值分析的多重变换法

提出了一种矩阵的部分特征值分析方法－多重Ｃａｙｌｅｙ变换法,这种变换用于电力系统小干扰稳定性分析,比Ｓ矩阵变换有更好的映射特性,同时迭代法被用来计算变换后矩阵的部分按模递减的特征值,５７９阶系统的仿真结果也说明了这种方法的优越性。     

基于特征值灵敏度的电力系统稳定器配置及参数整定

提出基于特征值对PSS传递函数的灵敏度以及阻尼比对PSS放大倍数的灵敏度分析方法,分别进行PSS的配置以及放大倍数的整定,并通过四机两区域典型系统验证文中所提方法的有效性.     

小干扰稳定性部分特征值分析的多重变换法

提出了一种矩阵的部分特征值分析方法——多重Cayley变换法,这种变换用于电力系统小干扰稳定性分析, 比S矩阵变换有更好的映射特性。同时迭代法被用来计算变换后矩阵的部分按模递减的特征值。579阶系统的 仿真结果也说明了这种方法的优越性。     

特征值灵敏度方法及其在电力系统小干扰稳定分析中的应用

随着电力系统的发展,特别是大区互联电网的出现和扩大,小干扰稳定性问题日益突出。为了满足小干扰稳定性分析的要求,介绍了3种特征值灵敏度——特征值对元件参数、传递函数和运行参数的灵敏度计算方法,并分析了其在电力系统小干扰稳定中的应用。这3种特征值灵敏度能够弥补现有分析方法的不足,有效地指导某些装置或系统的参数设计与选址,以及调整系统的运行方式,以改善小干扰稳定性,抑制低频振荡的发生。基于灵敏度的发电重新调度法,通过合理分配系统发电机出力,使事故下受小干扰稳定约束的电力传输最大化,是小干扰稳定问题的有效解决途径之一。因此在现有的小干扰稳定分析程序中增加特征值灵敏度的快速计算功能是十分必要和迫切的。     

多重Cayley变换用于电力系统小干扰稳定性的部分特征值分析

将多重Ｃａｙｌｅｙ变换法用于电力系统小干扰稳定分析,这种变换有比Ｓ矩阵变换更好的映射特性。同时迭代法被用来计算变换后矩阵的部分按模递减的特征值。５７９阶系统的仿真结果也说明了这种方法的优越性。     

DSA Tools在电力系统小扰动稳定安全评估中的应用

为分析可再生能源并网中可能出现的电力系统小扰动稳定性问题,采用小扰动稳定性动态评估的方法,提出基于DSA Tools实现小扰动稳定性的综合评估。通过采用特征值分析、故障分析、单机无限大系统扫描和小扰动稳定性极限搜索等方法,对IEEE14节点系统和IEEE145节点系统的小扰动稳定性进行分析。研究结果表明IEEE14节点系统小扰动稳定性较好,IEEE145小扰动稳定性则较差。另外,研究表明DSA Tools软件和SSAT分析工具可应用于电力系统预警方案设计和系统保护框架策略的优化。     

基于距离系数的并网系统稳定性参数灵敏度分析法

阻抗分析法在分析参数对稳定性的影响时存在离散化分析的局限,且难以量化对稳定性的影响程度。为此,提出了一种基于等效环路增益的三维伯德图距离系数的灵敏度分析方法,其具有定量、直观地研究新能源并网中参数连续变化对系统稳定性的影响规律的优势。该方法通过提取系统等效环路增益的三维伯德图距离系数,利用控制器参数与距离系数之间的导数运算,得到表征系统控制器参数对于稳定性影响的数值结果,为其影响分析提供清晰直观的量化指标。同时,以变流器并网系统及直驱风场经传统高压直流输电送出系统为案例,介绍了所提方法的具体应用,根据参数灵敏度分析结果对控制器参数进行了优化,以规避振荡风险。最后,基于Simulink仿真平台验证了方法的有效性和可行性。     

电力系统小信号稳定分析与控制综述

针对互联电网形成后越来越突出的低频振荡问题,综述了电力系统小信号稳定性的分析和控制方法.首先推导了用于小信号稳定性分析的数学模型及基于该模型的特征值分析方法,求取主特征值是优化此类方法的趋势;然后介绍了几种近年来出现的新方法和仿真软件,PSS/E由于其强大的功能将成为应用的主流;探讨了影响小信号稳定性的各种因素和稳定域的估计等问题,对稳定域的解析性刻画是今后研究的热点;指出了提高小信号稳定性的措施和控制策略,简单介绍了PSS、FACTS和HVDC用于该领域的可行性及其控制器的设计方法,广域测量系统的出现将为上述工具的应用提供新的思路和实现手段;最后对该领域的发展趋势和前沿的研究课题进行了展望.     

江西电网小扰动稳定性分析

“十一五”末至“十二五”期间,随着国家特高压骨干网架的逐渐形成并联入江西,江西电网内部结构以及与其它省网区域间的联络情况发生较大变化,低频振荡将成为江西电网安全稳定的主题之一。为此,采用基于特征值分析法的小干扰稳定分析方法对江西电网2015年夏季大负荷方式的小于扰稳定进行了研究,研究表明江西电网正常大方式的各种振荡模式的阻尼特性较好。     

Development of an eigenvalue estimation method (Mode Coupling Method) for small signal stability analysis of power system

An eigenvalue estimation method for small signal stability analysis of electric power systems is proposed. The method, called the Mode Coupling Method, is used to estimate efficiently the nonlinear change of the eigenvalue with respect to the change of parameter. The eigenvalue sensitivity analysis method, which has been used to estimate the change of the eigenvalue, is a method of linear estimation of the change of the eigenvalue. However, the eigenvalue frequently shows a strong nonlinear change, and therefore the calculation efficiency and speed were insufficient in the conventional method. In the Mode Coupling Method, the most important modes and those most related to the major mode under consideration are first selected. Next, these two or more selected modes are coupled and the new eigenvalues of the coupled matrix are calculated, providing good estimation of the new eigenvalues. The size of the coupled matrix is very small. We can consider mutual interaction between important modes. Thus, this is a powerful method in which nonlinear estimation of eigenvalues is possible. When the QR method is used, the calculation time for eigenvalue analysis is proportional to the third power of the size of the matrix. The size of the matrix used for the mode coupling method is approximately 1/6 of the original value. Therefore, the computing time for eigenvalue estimation becomes less than 1% of the original computing time. The computational accuracy of the proposed method is verified with the IEEJ EAST30 standard power system model. © 2010 Wiley Periodicals, Inc. Electr Eng Jpn, 174(1): 10–16, 2011; Published online in Wiley Online Library ( wileyonlinelibrary.com ). DOI 10.1002/ eej.21037     

多机电力系统小扰动稳定分析的解耦降阶法

提出了一种多机电力系统小扰动稳定分析的解耦降阶法。从n机系统状态方程出发推导出n个解耦单机系统的传递函数模型的解析形式;在各解耦单机系统全阶闭环传递函数的基础上,通过偶极子对消进一步得到各机组的降阶闭环传递函数;基于降阶闭环传递函数可对各机组从而对整个多机系统的小扰动稳定性进行有效的分析。算例证实了本方法的正确性。     

风电场小干扰稳定研究

为了降低风电场并入电网对电力系统的小干扰稳定可能带来的影响,建立了双馈感应发电机数学模型和桨距角控制模型,根据小干扰稳定理论,在PSAT平台上对风电场接入一个单机无穷大系统和WSCC 3机9节点系统进行特征值计算和小干扰稳定分析。仿真算例分析结果表明,与风电机组强相关的振荡模式阻尼特性良好,系统振荡稳定。     

Enhancing small‐signal and transient stability performances in power systems with integrated energy function and functional sensitivity

Small‐signal and transient stability of a power system can be improved by installing power system stabilizers (PSSs) inside the excitation controls of the generators. Nonetheless, designing and tuning the PSSs' parameters to suit all operating conditions is a complex and difficult task. Therefore, a new control scheme integrating the principles of the energy function and the functional sensitivity is proposed in this paper. The performance of this control scheme in terms of critical clearing time, simulated dynamic responses, and power oscillation damping was examined using the IEEJ West 10‐ machine test system. Test results reveal that the proposed scheme can improve both small‐signal and transient stability performances under various operating conditions and contingencies. © 2015 Institute of Electrical Engineers of Japan. Published by John Wiley & Sons, Inc.     

电力系统概率小扰动稳定性研究进展

随着电力系统新能源渗透率的不断增大,考虑到新能源具有随机性强、波动性大等特征,会对高渗透率的新能源电力系统小扰动稳定性产生影响,从而制约电力系统的发展。为此,文章着重针对小扰动的来源、对电力系统的影响以及分析方法进行了总结归纳,首先简要介绍了小扰动的相关概念,后从风电等不确定新能源发电、电动汽车等新型负荷接入电网以及网络安全三方面阐述了各自对电力系统的影响,并对小扰动分析方法进行归类,分析了蒙特卡洛法(MCM)、随机响应面法(SRSM)和概率分配法(PCM)的相关原理以及研究现状。最后介绍了现阶段小扰动的抑制措施并提出了对未来电网发展方向的一些思考。