基于功角曲线拟合的快速暂态稳定预估分析

提出了一种基于可编程逻辑门阵列（FPGA）的适用于电力系统的三相锁相环（PLL）的优化设计与实现方案。首先介绍了包括鉴相器、环路滤波器和压控振荡器等在内的锁相环基本结构和工作原理,然后利用模块化的设计方法利用VHDL语言设计了这些模块。为了尽量节省逻辑资源,在利用FPGA实现该锁相环的过程中,采用了面积共享的优化设计方案;同时提出了一种新的正弦函数产生方法,该方法将CORDIC算法和查表法相结合,这样既保证了数值的精度,又提高了运算速度。该锁相环在Altera公司Cyclone EP1C12Q240C8芯     

基于功角曲线拟合的快速暂态稳定预估分析

根据单机等面积稳定判据原理,把发电机功角曲线展开成自变量为功角的高阶泰勒级数,采用时域仿真的办法对受扰系统进行短时间的仿真,根据仿真结果对机组电磁功率与转子相对角曲线进行拟合.用得到的功角曲线预测机组的最大减速面积之差,从而可以计算出系统的稳定裕度与不稳定裕度.采用的单机等面积技术既具有时域仿真方法的精确性与良好的适应性,又能适用于大规模电力系统,可得出基于加速面积与减速面积的能量型稳定裕度.与其它能量函数法相比,该方法不必进行失稳模式的判别.实例计算表明所提出方法能充分满足工程应用中的可靠性、有效性和计算效率,具有广泛的工程应用前景.     

一种基于广域测量系统过程量测数据的快速暂态稳定预估方法

在高阶Taylor级数法暂态稳定计算方法的启发下,提出了一种以广域测量系统(WAMS)过程测量数据为基础的电力系统暂态稳定快速预估方法。该方法通过对高精度、高密度的WAMS过程测量数据进行插值或曲线拟合等数值运算,得到发电机转子角及角速度的高阶导数,从而利用Taylor级数展开式获得未来时刻的发电机转子角和角速度。理论分析和算例测试表明,该方法能够在数10ms内完成系统未来运行轨迹的预测,为电力系统暂态稳定在线应用提供了一种可行的实现方法。     

基于能量函数的暂态稳定概率分析方法

考虑到系统故障类型，故障位置，故障切除时间以及系统负荷水平的随机特性，传统的确定型稳定分析方法不足以反映系统的这些概率特性，因此概率稳定分析是对传统确定型稳定性分析方法的一种重要补充，文中提出一种基于能量函数的暂态稳定概率评估方法，分析了能量裕度与故障切除时间之间的变化规律，并用一待定系数的函数关系式，通过少数的系统采样来确定其函数关系。同时考虑断路器动作时间的不确定性因素，提出了一种计算故障后系统稳定概率的方法。与传统的蒙特卡罗概率分析方法相比，该方法不需要大量的仿真计算，大大减少了稳定分析的计算量。     

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.     

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。     

基于能量的判别暂态功角和电压主导性模糊判据

明确电力系统暂态主导失稳模式有助于控制措施的决策。基于暂态能量函数建立指标体系,并利用模糊综合评价法提出判别主导失稳模式的模糊判据。首先,利用系统不同暂态失稳状态的能量变化量,建立反映系统的功角失稳与电压失稳的能量指标体系;其次,结合模糊数学理论,利用熵权法计算指标权重,进而得到主导失稳模式的模糊判据;之后,利用两机单负荷系统暂态失稳算例,得到0-1范围内的模糊判据值域;最后,在某地区实际架构的“之”型网络中,利用模糊判据判断并验证暂态主导失稳模式。实验结果表明：除了在强耦合失稳情况下,模糊判据的判别结果可靠,对耦合失稳场景的控制措施具有指导作用。     

基于暂态能量的故障选相方法研究

提出了一种基于暂态能量的超高压输电线路选相方案,在分析各种故障类型的电气量特征基础上,利用三相暂态能量构成了选相方案.理论分析和ATP仿真验证了该方案动作速度快,对故障类型,故障位置,过渡电阻及故障时刻不敏感,且不受CT 饱和,系统振荡,系统结构和运行方式的影响.     

基于暂态能量的故障选相方法研究

提出了一种基于暂态能量的超高压输电线路选相方案,在分析各种故障类型的电气量特征基础上,利用三相暂态能量构成了选相方案。理论分析和ATP 仿真验证了该方案动作速度快,对故障类型,故障位置,过渡电阻及故障时刻不敏感,且不受CT 饱和,系统振荡,系统结构和运行方式的影响。     

基于故障高频暂态行波能量的输电线路快速保护

作者分析了阻波器、母线类别、母线电容对输电线路故障初始行波的影响,提出了利用初始行波阻波带不同频段内信号暂态能量比来识别区内外故障的快速保护原理.对输电线路模量电压行波进行小波变换,提取不同频段的信号,并计算初始行波奇异点的暂态能量,根据阻波带高低频段能量不同的特点,采用能量比例判据正确区分区内外故障.理论分析和仿真表明,该判据不易受过渡电阻、母线电容的影响,不存在保护死区,调整定值能适应不同的母线结构,是一种可行的超高压输电线路快速保护方法.     

基于区间联络线能量预测的暂态稳定紧急切机控制（一）机理与方法

随着PMU/WAMS技术的广泛应用,基于广域响应的暂态稳定紧急控制技术已成为可能。针对互联电网区间暂态失稳,分析扰动后区间联络线功率的动态特征及其与系统不平衡能量的关系,提出一种基于区间联络线能量预测的暂态稳定紧急切机方法。根据扩展等面积法则建立振荡中心所在联络线的功率-相角差相平面,映射系统暂态能量变化,并以此计算联络线的紧急调节功率。系统运行中,根据地区特征发电机的受扰响应刷新切机序位表,并利用离线计算得到的功率转移分布因子实现在线切机功率分摊计算,制定基于最小代价的紧急切机策略。所提方法无需健全广域测量,计算效率高。     

基于暂态高频能量的多端直流系统故障检测方法

直流线路故障的快速隔离是电压源换流器型多端直流输电系统面临的一个重大挑战。首先提出了一种适用于电压源换流器型多端直流系统故障暂态电流计算的高频等效模型,以简化故障分析。分析表明,在故障初始瞬间,故障线路电流的高频成分远小于健全线路电流的高频成分。提出了一种利用单端暂态高频电流的故障检测方法,该方法对采样频率要求较低,具有良好的耐过渡电阻能力。数值暂态仿真验证了高频等效模型和保护方法的有效性。     

基于一类新的预估—校正策略的电力系统暂态稳定快速仿真算法

针对GPU特别适合于矢量并行计算这一特点,提出了一类新的基于预估—校正策略的暂态稳定快速仿真方法。该方法首先采用Taylor级数法预估状态变量值,然后利用基于Padé对角逼近的隐式高阶数值积分方法对预估值进行校正。该方法集合了显式Taylor级数法与隐式高阶积分方法两者的优点,具有计算快速、精度高、数值稳定性较好、适合于矢量并行计算等优点。以IEEE145节点系统为例,对所提出的方法进行了分析测试。结果表明,该方法在增加很少计算量的前提下比单纯的Taylor级数法具有更高的计算精度,相对于CPU计算,在GPU上可以获得10倍以上的加速比。     

基于功角受扰轨迹拟合的暂态稳定快速预测

基于相量测量单元（PMU）上传的功角实时量测数据,利用发电机功角受扰轨迹的分布知识,提出了一种基于功角受扰轨迹拟合的暂态稳定快速预测方法。该方法首先对系统进行离线仿真,记录发电机在受扰情况下相对于参考机的功角轨迹变化情况,并对轨迹集合进行聚类分析,从中提取特征轨迹,生成发电机的受扰轨迹标准模式库（PTSPD）;然后计算功角实时量测数据与发电机PTSPD中各个模式的欧氏距离,并利用某种修正方案来预测发电机功角的运行轨迹,从而快速判断出系统的稳定性。以新英格兰节点测试系统为例,证明了该方法的有效性和合理性。     

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     

基于暂态能量的电力系统切机控制措施

为了实现更准确有效的电力系统紧急控制,提出了一种考虑惯性时间常数变化的切机量计算方法,并在加速机群进行分配。该方法基于系统等值二机系统的暂态过程能量进行求解,所需数据均可通过广域测量得到,不需要依赖电力系统的具体模型和参数,可以实现对电力系统的实时控制,计算量小,方便灵活。同时考虑了在切机过程中系统的惯性时间常数的变化,使得切机控制更加准确。通过对新英格兰10机39节点算例的仿真分析,验证了该控制方案的有效性。     

利用临界发电机功角特性预估的电力系统暂态稳定直接分析法

本文基于单机能量函数法，利用临界机COI中心等值机故障后功角曲线的 近似正弦性，采用预估算法，用一正弦曲线代替机组故障后的实际功角曲线， 快速计算系统的稳定度并判别稳定性，为电力系统的暂态稳定安全分析提供了 一种快速有效的方法。同时本文对判别临界机群现有的F参数法进行了修正， 提高了判别的准确性和可识别性。     

基于单端暂态能量的双回线路故障选相方法

当双回线路发生故障时，对故障进行分相跳闸对系统运行非常有利，这就需要判断双回线路的故障相别。文章基于故障分量的观点，利用模量变换对故障产生的高频电流能量信息进行分析，由于不同故障类型产生的模分量不同，相应的模分量特征也不同，因此建立了模量能量函数与故障类型之间的关系，得到了一种新的故障选相方法。该方法只需单端电流信息，不需要双端通信。EMTP仿真结果验证了该方法的正确性。