基于能量函数的容量交换能力评估研究

在建立适用于暂态稳定分析的动态等值模型基础上,利用曲线积分法得到事故后系统的暂态能量函数、临界能量,通过分析计算得到暂态能量裕度;改变传输断面交换容量,设置有效扰动并进行能量函数分析计算得到暂态能量裕度随渐变交换容量变化曲线,依据暂态能量裕度临界指标,进行交换容量极限评估.实际算例分析证明所提方法有效、实用,且具有较高的精度.     

势能界面法（PEBS）暂态稳定分析的综述及展望

概述了采用势能界面法（ＰＥＢＳ）进行暂态稳定分析研究的发展史,该法速度快,可以引入任何复杂模型,没有收敛性问题,但在多机失稳模式下精度较差,指出将几种直接法与时域仿真法相结合,可能是当前实现动态安全分析的发展趋势。     

暂态能量函数法在地区电网黑启动辅助决策中的应用

电网黑启动是一个包含了发电厂启动、电网调度和运行的复杂动态过程,其电网路径及孤立电网闭环点的选择一直是困扰调度人员的核心问题。由于黑启动中的电网处于孤立状态,其暂态稳定性是衡量电网强壮程度的一个重要指标,文中提出利用暂态能量函数法对黑启动路径和闭环等问题进行量化分析和择优选择。根据该方法编制的黑启动辅助决策软件已成功应用于广东多个地方电网的黑启动方案设计中,通过2个应用实例说明了该方法的有效性。     

基于支路势能法的电力系统暂态稳定性研究

电力需求紧张和大区间的电网互联,使得大扰动下电力系统的暂态稳定问题备受关注.暂态稳定分析目前最常用的方法仍是时域仿真法,而基于Lyapunov函数的能量函数法则为暂稳分析提供了新的途径.能量函数法是有效的暂态稳定性分析方法,由经典模型到结构保持模型、由全局能量函数到局部能量函数的改进使得该方法的精确性和实用性逐步增强.鉴此,对暂态稳定性分析的支路势能法在大系统上进行了研究和分析,提出了详细模型下的支路势能的表达式,并在UK20机100节点大系统上对其表征参数及多摆现象进行了验证.结果表明,支路势能法的稳定性指标能够准确地反映出系统的暂态稳定性水平,并具有良好的适应性.     

基于暂态能量函数线性规划法的切负荷算法

随着电力系统规模的不断扩大,系统的安全运行越来越受重视。当系统发生故障并清除后仍不能保证稳定运行,则需要切机切负荷。提出一种计算暂态稳定情况下的切负荷算法,为系统的安全评定提供新途径。该方法以电力系统暂态能量函数法为基础,运用线性规划理论快速计算线路的潮流极限,从而计算负荷点的切负荷量,大大降低了计算量。仿真结果证明了该方法的可行性。     

基于网络局部动态观测的暂态稳定评价方法

提出了一种利用数值仿真程序提供的网络运行参数在暂态过程中沿故障后系统的实际轨迹信息来映射网络结构的脆弱环节的新方法。该方法计及了网络运行变量及故障相关性的影响,并定量评价了系统的暂态稳定性。同时给出了一种快速计算暂稳极限传输功率的方法。     

修正的暂态能量函数及其在电力系统稳定性分析中的应用

针对电力系统稳定性分析中混合算法的缺点,本文推导了修正的暂态能量函数,并提出用其代替暂态能量函数的改进混合算法。仿真分析结果说明了由改进混合算法获得的稳定性裕度曲线更便于进行稳定性极限参数和临界故障切除时间分析。文章最后通过比较在３９节点１０发电机电网上获得的两种不同的能量函数能量裕度曲线说明了本文对混合算法的改进。     

Transient stability output margin estimation based on the energy function method

In this paper, a new method of estimating the critical generation margin (CGM) in power systems is proposed based on transient stability diagnostics. The proposed method can directly compute the stability limit output for a given fault based on the transient energy function method (TEF). Since CGM can be directly obtained by the limit output using estimated P‐θ curves and is easy to understand, it is more useful than the conventional critical clearing time (CCT) of the energy function method. The proposed method can also estimate CGM as a negative value, which means instability in the present load profile, and so a negative CGM can be directly used as a restriction on generator output. The accuracy and fast solution ability of the proposed method are verified by applying it to a simple 3‐machine model and IEEJ EAST10‐machine standard model. Furthermore, the usefulness of the method for severity ranking of transient stability for various fault cases is discussed by using CGM. 2010 Wiley Periodicals, Inc. Electr Eng Jpn, 173(3): 10–19, 2010; Published online in Wiley InterScience ( www.interscience.wiley.com ). DOI 10.1002/ eej.21035     

持续故障轨线位能边界曲面出口识别方法研究

在电力系统动态安全分析中,基于能量函数的PEBS/BCU方法应用时,识别穿越PEBS界面的出口点方法包括射线法和梯度法。鉴于这两种方法应用的局限性,论述了新的动态梯度法,以提高识别出口点的准确性。并以电科院6机22节点系统为例进行了主导不稳定平衡点的计算。     

暂态能量函数方法的新近进展

综述了暂态能量函数方法在电力系统动态安全评定方面在国内外的新近进展,也包括著者所在研究组的工作,主要内容涉及暂态能量函数中的位能修正,位能边界曲面（ＰＥＢＳ）判据在网络结构保持模型下的拓广,稳定域边界上的主导不稳定平衡点（ＢＣＵ）的有效解法,以及在网络结构保持模型下用灵敏度方法预测稳定极限的方法,并提出了一种综合直接法,它是以故障点是否发生在机端的标记,综合运用ＰＥＢＳ法与ＢＣＵ法分别求取临界能量     

基于能量函数的FCL的可控串联补偿稳定控制策略

本文将暂态能量函数(TEF)值作为系统稳定的指标,并用TEF对时间的导数来决定具有串联补偿功能的故障限流器(FCL)在暂态稳定过程中的控制策略,可有效地改善系统暂态稳定性并迅速平息后续振荡。同时,针对三相短路故障,用数字仿真对控制策略进行了验证,结果表明该控制策略是有效可靠的。     

Power system transient stability margin estimation using neural networks

This paper proposes a methodology for estimating a normalized power system transient stability margin (ΔV_n) using multi-layered perceptron (MLP) neural network with a fast training approach. The nonlinear mapping relation between the ΔV_n and operating conditions of the power system is established using the MLP neural network. The potential energy boundary surface (PEBS) method along with a time-domain simulation technique is used to obtain the training set of the neural network. Results on the New England 10-machine 39-bus system demonstrate that the proposed method provides a fast and accurate tool to evaluate online power system transient stability with acceptable accuracy. In addition, based on the examination of generators rotor angles after faults, a method is presented to select the power system operating conditions that most effect the ΔV_n for each fault.     

详细模型下的暂态能量函数法研究

基于同步发电机机电暂态能量转换机制，本文系统构造了适应于不同详细模型的暂态能量函数，并拓展了ＰＥＢＳ法，使之有效地分析详细模型下多机电力系统的暂态稳定性。     

考虑系统暂态稳定性的电网可靠性评估方法

传统的电网可靠性评估方法主要基于系统充裕性分析,即系统在规定运行要求下满足系统负荷需求的能力,以此评价电网的供电可靠性。提出一种新的可靠性评估方法,它不仅对系统进行充裕性分析,而且通过位能边界曲面方法（PEBS）对电网进行暂态稳定性分析,从而拓展了电网可靠性评估范围,并在此基础上计算出相应的可靠性指标,最后通过一个算例说明所提方法的有效性。     

基于PEBS法的暂态能量裕度灵敏度快速计算

提出了一种基于PEBS法暂态稳定分析的能量裕度灵敏度计算方法。该方法以系统故障前稳定平衡点作为暂态势能参考点,沿持续故障轨迹采用数值方法计算暂态势能。在系统持续故障仿真和灵敏度动态方程计算过程中,引入高阶Taylor级数展开技术,可以在保持计算精度的前提下提高计算步长,显著提高计算速度。将到达临界势能点的判据展开以时间为自变量的多项式形式,通过解方程求得到达临界势能点的时间,从而快速确定临界势能点的位置。提出的能量裕度灵敏度分析方法包括两方面:计算故障前机组机械注入功率变化对能量裕度的灵敏度,用于指导预防控制;计算故障切除后的控制措施对稳定裕度的影响,用于指导紧急控制。New England 10机系统算例验证了该方法的有效性。     

组合蓄能独立式风力发电系统

提出了一种全新的采用组合蓄能方式的独立式风力发电系统.该风力发电系统采用电解水制氢与蓄电池相结合的组合蓄能方式,能够实现连续稳定自治运行且零排放、无污染,克服了采用单一蓄电池蓄能方式的系统或无法连续运行或需借助有污染的柴油机组辅助发电、或因采用泻荷装置而使系统效率过低等一系列问题.为优化系统的运行并准确估算系统元件的规...     

基于修正能量函数和可信性理论的风机极限穿透功率模型研究

建立了考虑暂态稳定约束和风速不确定性的风机极限穿透功率计算模型。采用修正能量函数法计算暂态稳定指标,建立暂态稳定约束条件。针对风电出力的不确定性,采用风速预测误差的模糊性表征风电出力的模糊性,并基于可信性理论建立了支路容量的模糊机会约束条件。结合暂态稳定约束,最终建立风电穿透功率的模糊机会约束模型。为了避免低效的模糊模拟求解,将模糊机会约束条件转化为其清晰等价类,简化模糊机会约束模型为易求解的混合整数线性规划模型。IEEE 30节点算例表明该方法可有效计算风机极限穿透功率。     

暂态能量函数的动力学意义思考

本文从动力学角度分析暂态能量函数的由来及物理机制。在此基础上,论证了相对于故障前稳定平衡点的暂态能量函数的合理性;指出功能转换及守恒关系不仅对于全系统,而且对于任何发电机都成立,发电机间、机群间都不存在着暂态能量的交换;分析了多机系统的临界能量点与相关不稳定平衡点不重合的原因;认为临界受扰轨迹和临界能量点的恰当处理是进一步提高暂态能量函数法暂态稳定性分析精度的关键。     

基于暂态能量函数优化VDCOL对提高弱送端系统稳定性的研究

文章以锡盟-泰州特高压弱送端交流系统为背景,提出优化低压限流控制环节（voltage dependent current order limiter ,VDCOL）,以提高系统的稳定性。首先分析传统VDCOL的工作原理及局限性,提出以送端短路比与受端换流母线电压作为VDCOL截止电压的变量,进而达到优化VDCOL的作用。使其截止电压为随逆变侧换流母线电压变化而变化的数值,可以兼顾交流与直流系统的恢复速度。其次,详细分析构建考虑直流系统动态特性的暂态能量函数的过程,并采用实时数字仿真仪（real time digital simulator,RTDS）搭建单机无穷大-直流的仿真算例。最后,基于时域仿真及暂态能量函数裕度方法,验证优化直流控制系统中的低压限流控制环节对送端交流系统稳定性的改善作用。     

电力市场环境下负荷分配问题的罚函数法

电力市场环境下的负荷分配问题由于报价曲线的分段特性使问题更加难以解决。针对报价曲线的分段特性进行处理，将每台机组出力等值为几台机组出力和的形式，并增加机组功率平衡约束，以罚函数方法和SQP方法解决后来形成的0，1变量整数规划问题及其线性的连续变量规划问题，本算法经过一个小系统检验证明非常有效。