在线生成策略表与实时预测切机

按照策略表切机是电力系统中提高暂态稳定的有效方法之一。利用能量裕度灵敏度法在中央处理单元在线修改策略表、在故障监测单元实施实时匹配和就地预测发电机暂态稳定以决定是否切机。在厂站采用“当前”统计模型、常加速模型及常速模型构成的交互式多模型(IMM)自适应滤波算法。跟踪预测发电机转子角度。当预测到机组失稳时，按照策略表及实时匹配情况，方始发出切机命令。这种紧急切机控制的并行双重算法能有效地防止误切机组。通过经典模型下新英格兰10机39节点系统的应用说明算法的有效性。     

面向大容量直流闭锁的暂态稳定紧急切机控制策略研究

在交直流混合系统中,大容量高压直流线路闭锁造成的永久性功率冲击将引起送端交流系统机组不同程度的加速运动,可能造成送端机组失步运行。主要对大容量直流输电线路闭锁后的切机策略展开研究。首先分析比较了直流闭锁故障与短时功率冲击对送端系统稳定性的不同影响,提出了三角形近似法求取切机总量,改善了控制总量预估的保守性。然后从减速能量角度定义切机灵敏度指标,基于此形成切机比例上限约束下的切机量分配方案。在搭建的典型两区域交直流混合电网进行了仿真分析,验证了所提方法的有效性。该方法能够充分发挥领先机群中高灵敏度机组对于暂态稳定恢复的影响,可有效减少切机量,降低暂态稳定控制代价。     

基于改进支路暂态能量函数的风电并网暂态最优切机控制

大规模风电接入比例的增加对电力系统暂态稳定性造成了影响,因此在风电并网系统的紧急控制中必须考虑风电切机措施。首先分析了双馈式感应发电机(DFIG)的暂态运行特性;然后运用改进支路暂态能量函数法分析了DFIG和传统火力发电机切机效果的差异性。结果表明在风电并网系统的紧急控制中应考虑风电和火电机组切机比例的配合。因此,提出一种考虑风力发电机的最优切机决策模型和一种实用化解法,合理选择最优的风火电切机比例,改善系统恢复过程的特性,极大地提高了系统运行稳定性。通过某区域风电外送系统暂态切机算例验证了该方法高效可行。     

交直流电力系统暂态安全稳定在线紧急控制策略并行算法

针对在线策略优化约束和控制措施考虑不足以及计算速度无法满足在线要求等问题,基于参与因子、综合电气距离、无功电压灵敏度及安全稳定裕度,提出了直流系统功率紧急调制、切机、切负荷和局部电网解列的量化控制性能指标和两阶段在线策略优化集群计算方法。在各阶段计算中,依据控制措施性能指标进行措施组合,形成计算任务,按控制代价对计算任务排序形成调度队列,提交集群系统进行并行计算。首先计算暂态功角稳定紧急控制策略,实现直流紧急调制与切机和匹配切负荷的协调;然后,在暂态功角稳定策略的基础上,进行暂态电压和频率安全稳定策略的计算,实现暂态功角稳定控制与暂态电压和频率安全稳定控制的协调。仿真实例验证了算法的有效性。     

异步联网送端系统紧急切机控制方法

在异步联网运行方式下,送、受端系统间相互支援能力弱,因直流紧急降功率所导致的送端系统频率稳定问题不容忽视。在分析系统频率特性的基础上,提出了具有预测性的送端系统紧急切机控制方法。该方法将依据B样条拟合曲面预测得到的系统暂态频率最大偏差作为紧急控制启动判据,实现在系统功率出现不平衡的前期就能准确启动切机控制,避免系统进入紧急状态;根据功率平衡控制原理和预测所得的暂态频率最大偏差求出紧急控制所需切机量,并依据电气距离确定机组切除顺序。以实际暂态频率最大偏差、频率到达稳态时间以及直流频率限制控制器(FLC)恢复至额定状态的时间为指标,与系统采用高频切机控制进行对比。通过算例验证了所提方法的有效性。     

考虑电磁功率突变的闭环紧急控制

提出一种考虑电磁功率突变的暂态稳定闭环紧急控制方案。现有的闭环紧急控制方案都没有考虑切机操作使发电机电磁输出功率发生突变这一现象,可能导致计算出的切机量不足。本方案在计算出切机量后并不立即实施控制,而是增加了切机量校验环节,预测按此切机量实施控制后的系统能否恢复稳定,如不稳定则对切机量加以修正。按照最终算出的切机量对系统实施控制,并对系统进行闭环监控,直至系统稳定。本方案可使对系统的切机控制更加精确,改善了闭环紧急控制的效果。仿真计算表明本方案是可行的。     

考虑主导不稳定平衡点变化的电力系统暂态稳定切机控制策略

在考虑不同切机措施导致的主导不稳定平衡点变化的前提下,提出了一种基于切机灵敏度的电力系统暂态稳定切机控制策略。首先将切机后系统暂态稳定裕度表达式中与主导不稳定平衡点相关的部分提取出来,通过建立切机量与主导不稳定平衡点的修正方程,利用牛拉法确定主导不稳定平衡点的变化情况。在此基础上求取系统暂态稳定裕度对不同发电机组的切机灵敏度,最终按照所求切机灵敏度大小制定切机策略。新英格兰10机39节点系统的仿真结果表明,相比于不考虑主导不稳定平衡点变化的切机策略,该策略所求灵敏度及切机量更加准确。同时,该策略求解步骤直接、明确,既考虑了切机控制导致的主导不稳定平衡点的变化情况,又避免了反复求取主导不稳定平衡点时繁琐的计算过程,节省了计算时间。     

采用储能电源辅助的暂态稳定紧急控制方法

为减少切机量并使暂态稳定紧急情况得到有效控制,提出采取切机措施同时联合储能电源进行暂态紧急控制的策略。推导了含储能电源的系统三阶等值模型,基于反步法计算中间控制变量的控制律,并进一步设计储能电源装置的暂态稳定非线性鲁棒控制器。在扩展等面积法(EEAC)的基础上提出一种参考切机量的简化计算方法。提出通过切机组合优化算法选择最优切机组合并在切除机组的同时投入储能电源。基于含储能两区域系统近似等效模型分析储能有效控制时段并给出了退出时间的计算方法。利用PSASP 7.0用户自定义(UD)模型搭建储能电源及控制器模型并接入WEPRI 36节点系统中进行控制器及控制策略有效性的验证。仿真结果显示所设计的控制器能够有效提高系统暂态稳定性,所提出的策略和储能电源切除时间计算方法能够达到减少紧急控制切机量和储能充放电次数的目的。     

基于Hamiltonian理论的受控电力系统暂态稳定分析方法

从电力系统暂态能量函数出发，应用哈密顿系统理论首次提出新的李亚普诺夫函数。用该函数分析了具有切机切负荷稳定控制的简单电力系统的暂态稳定性。对单机无穷大系统的测试仿真结果表明：按该稳定性条件的切机控制能有效改善故障后系统的功角稳定性。最后指出了该研究的应用前景。     

基于支持向量机的在线暂态稳定故障筛选

为了满足在线暂态稳定评估计算时效性要求,基于历史大数据提出了一种采用支持向量机的暂态稳定预想故障筛选方法。结合扩展等面积准则暂态稳定量化评估方法,基于系统功角稳定模式和机组参与因子选择特征量,按照关键特征量将历史运行方式聚类,针对失稳样本分布分别采用分类和回归2种预测方法,在预测模型适用性判别和模型匹配基础上获得稳定裕度预测值、分类稳定预测结果和可信度量测,采用交互式并行计算进行在线暂态稳定故障筛选,可以在较大程度上避免SVM暂态稳定评估方法固有的误判情况。基于某实际电网的算例验证了所提方法有效性。     

基于隐枚举法的稳定控制优化切机方法

由于电网规模的迅速发展,故障紧急情况下稳定控制系统切机对象数目的增加,传统基于穷举法的优化切机方法已经不能满足大规模电网稳定控制系统快速切机的要求。为了提高优化切机问题的求解效率,文中提出了基于隐枚举法的优化切机方法。该方法根据优化切机问题的特点制定剪枝策略,能够有效减少枚举过程中需要计算的切机组合数,从而提高了计算效率。切机实例的计算和实际装置的仿真结果表明,文中所述方法能够减少约70%的优化计算时间,实现稳定控制系统的快速切机。     

考虑暂态稳定紧急控制的扩展等面积法

本文提出了考虑暂稳紧急控制的扩展等面积法(EEAC)的改进算法,涉及的紧急控制措施包括:快关汽门、电气制动和切机。本文的方法能够有效地处理在紧急控制作用下的故障电力系统的第一摆和第二摆暂稳分析问题,可以应用于在线或离线的快速暂稳分析和紧急控制快速估算、设计整定和校核。两个实际系统模型的仿真计算验证了本文算法的正确性及良好的精度。     

用EEAC法实现快关和切机

将扩展等面积法(EEAC)推广到直接评估快关和切机对暂态稳 定的影响，阐明了许多问题的物理概念，并提出了解决的方法。这一进展 使得紧急控制决策表可以根据实际的运行工况在线地定期刷新，不再需要离线 预先计算大量无关的运行工况，从而大大地减小了决策表的规模，使紧急控制 决策更为准确和有效，大量的仿真计算证实了这些重大进展。     

改进粒子群算法求解水火电系统短期负荷分配问题

粒子群优化（PSO）算法是一种基于群体智能的启发式搜索方法，应用领域很广。文中将PSO算法用于求解水火电系统短期负荷的经济分配，属于高维、强约束工程问题。分析了算法参数设置对解的影响，发现算法的局部开发能力和粒子的多样性是影响解的优劣的关键因素;提出多子群辅助的PSO算法，兼顾了对解空间的全局搜索和局部开发。实际算例证明，改进的算法是有效的。     

基于一维卷积神经网络的电力系统暂态稳定在线评估

传统电力系统暂态稳定评估基于时域仿真计算,计算复杂度高,难以在线应用。提出一种基于一维卷积神经网络的电力系统暂态稳定在线评估,可极大提升暂态稳定在线评估速度。通过马尔可夫链蒙特卡洛抽样算法进行电力系统运行状态模拟,生成大规模运行数据。通过电力系统时域仿真计算确定发电机最大功角差。将电力系统运行数据作为一维卷积神经网络的输入,发电机最大功角差作为输出,训练一维卷积神经网络。在线应用场景下,一维卷积神经网络可基于当前运行数据快速计算发电机最大功角差,实现暂态稳定性在线评估。新英格兰39节点系统验证了所提在线评估算法的可行性。     

A study of the application of fast valving and braking resistor for an intelligent SPS

There are some kinds of remedial action schemes that deal with sudden disturbance situations in a transmission network. Generator tripping with an SPS (Special Protection System) is one of the remedial action schemes, and it is a powerful and effective method of solving transient stability problems. When an extra-high-voltage transmission line that is transferring a large amount of power is tripped, generators designated by a SPS are tripped to prevent over-speeding of the generators. However, the tripping of generators can cause difficulties in the power system operation, and if large amounts of power are tripped, load shedding can occur. Therefore, it is desirable that a minimum number of generators is tripped in required stable conditions. For this purpose, an intelligent SPS is currently being developed to reduce the number of generator tripping events. In this paper, an application method involving fast valving and a braking resistor are analyzed as suitable action schemes for a SPS.     

电力系统暂态稳定切机控制策略表的快速整定方法

提出了一种基于轨迹凹凸性理论的暂态稳定切机控制策略表整定方法,该方法能够有效提高策略表整定过程的效率,避免了大量的重复性仿真工作。针对会给系统带来重大冲击的预想故障,基于时域仿真结果,可以得到系统的暂态功角稳定性;当系统发生暂态失稳时,根据不稳定事故的仿真信息,得到控制时刻和不稳定平衡点处的功角以及控制时刻的角速度,可以计算出较准确的控制量。实际电网系统的仿真结果验证了所提整定方法的快速性。     

基于响应轨迹最大李雅普诺夫指数动态特征的暂态稳定在线监测

基于非线性动态系统最大李雅普诺夫指数(LLE)稳定性判别理论,研究无需系统模型的电力系统暂态功角稳定性在线监测方法。提出一种改进LLE估算法,并利用该方法分析发电机相对功角响应轨迹LLE的典型动态特征及关键特性,在此基础上提出基于响应轨迹LLE动态特征的暂态稳定性监测方法。针对实际中不完备的相量测量单元(PMU)配置问题,提出基于临界机组对的暂态稳定性在线监测方案,以节省计算成本并加快稳定性监测。IEEE 10机39节点系统仿真结果验证了所提方案的有效性。     

快关汽门与励磁的协调控制增强发电机组暂态稳定

某些严重的电力系统故障，例如在电厂附近发生的短路故障，会导致整个系统暂态稳定的丧失。为此经常切除部分机组来防止非同步运行，但是这种增强暂态稳定的方法将干扰整个系统的功率平衡，并且需要经过很长的调整时间才能建立起新的稳态运行状态，本文介绍了一种避免切机的新方法，通过协调快关汽门和励磁控制来实现发电机组的稳定运行，领导具计算表明，经过1到2个非同步周期就可以建立新的稳定状态。     

异步联网下云南电网高频切机优化配置方案

中国云南电网与中国南方电网主网实现异步联网后,外送直流线路故障引发的大量盈余功率使得系统频率稳定问题愈加突出。针对直流闭锁故障,推导了各发电机组对故障盈余功率的贡献因子,并提出了综合考虑故障严重程度和概率的切机优先度指标。随后讨论了高频切机首轮频率和末轮频率的配置原则,并采用动态交叉排序的方法满足被切机组的分散性要求。为提高仿真效率,先通过调节功率估计高频切机的近似解,再利用稳态频率约束修正该近似解,从而完成对每轮切除机组的优化配置。最后,通过应用聚类方法对生成的典型故障进行校验,结果表明所提方法不仅能提高暂态过程中最低频率并能有效降低最高频率,从而更利于系统稳定并规避低频减载动作风险,同时在保证稳态频率处于允许范围内的条件下有效减少了整体切机量。