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。     

包含风电场电力系统的小干扰稳定分析建模和仿真

为了研究风电场和电力系统相互作用的稳定性,提出一种用于小干扰稳定分析的风力发电机组的数学模型.应用该建模方法对风电场接入无穷大系统和接入三机系统的两种情况进行了计算,研究了风电场接入系统后影响系统小干扰稳定性的因素.算例分析表明,与风电机强相关的振荡模式有着很好的阻尼;与电力系统相连时,风电场对与大系统中其它同步发电机强相关的振荡模式影响很小.该建模方法为包含风电场电力系统的小干扰稳定分析提供了理论依据和实用工具.     

双馈风电机组动力学特性对电力系统小干扰稳定的影响分析

风力发电是目前最有效的一种利用可再生能源的方式。大规模风电接入高压输电网后对系统小干扰稳定的影响机理是亟待回答的问题。利用特征分析方法,研究了工作在最大功率点跟踪模式以及含附加虚拟惯量控制的最大功率点跟踪模式下,双馈风电机组动力学特性对电力系统小干扰稳定的影响,提出可利用双馈风电机组的功率注入模型进行含风电电力系统小干扰稳定分析。仿真计算验证了结论的合理性。     

基于小干扰稳定分析的电力系统稳定器配置研究

鉴于小干扰稳定在现代电力系统中的重要地位,在对系统进行建模、仿真、计算的基础上,得到系统振荡模式的特征值、阻尼比、频率和机电回路比,并通过对多机系统的计算分析,研究电力系统稳定器（PSS）的配置策略对低频振荡的抑制作用,从而得出对电力系统小干扰稳定性能的改进办法。     

电力系统小干扰稳定安全评估的一般原则及其在贵州电网中的应用

互联电力系统的低频振荡问题日益突出,对实际电网开展及时、有效的小干扰稳定安全评估,深入掌握系统小干扰稳定特性具有十分重要的现实意义。针对相关研究系统性、规范性不足的问题,提出工程中小干扰稳定安全评估的一般原则,即有效性、典型性和可验性原则。将上述原则应用于贵州电网的小干扰稳定安全评估中,指出贵州电网的关键模式为云贵区域模式,分析了云贵区域模式受贵州外送功率、贵州500 kV线路接线、贵州机组电力系统稳定器参数影响的特性,提出通过现场测试调整电力系统稳定器参数,提高系统阻尼的建议。文中的研究可为现场开展小干扰稳定安全评估提供参考。     

基于小干扰稳定约束可用传输容量的计算

小的干扰能够引发电力系统发生低频机电振荡,因此小干扰稳定是限制电力传输容量的主要因素之一.文中提出了一种基于小干扰稳定约束改进二阶连续潮流可用传输容量的计算方法,通过特征值的灵敏度指标重新调度发电出力,以改善电力系统的小干扰稳定性;针对发电机或传输线达到极限是一个非线性的现象,提出改进的二阶连续潮流可传输容量的算法,利用一阶指标中的附加信息来克服其线性不好的弱点,并通过控制变量的灵敏度计算减少了二阶连续潮流的搜索范围.新英格兰10机39节点系统的计算结果表明了用该方法计算ATC的有效性和可行性.     

一种适合实际风电接入电力系统的小干扰概率稳定分析方法

风电出力的随机性导致风电接入电力系统运行点具有明显的不确定性,也使得确定性小干扰稳定分析方法难以全面分析含风电的电力系统小干扰稳定问题。为此,本文提出了一种实用化的风电接入电力系统小干扰概率稳定分析方法。以BPA为小扰动稳定分析核心程序,通过利用Matlab开发风电出力Monte Carlo采样程序、调用BPA接口程序和结果概率统计分析程序组成的闭环系统实现。用3机9节点系统进行了风电接入容量、接入点及不同的风电消纳方式对系统小干扰概率稳定的影响分析;然后对某省实际电力系统2020年风电规划情况进行了小干扰概率稳定分析,验证了所提方法的有效性和实用性。     

基于Matlab工具箱的电力系统小干扰稳定性分析

本文简单介绍了如何利用Matlab工具箱对电力系统小干扰稳定进行研究。在对系统进行建模、仿真和分析的基础上,得出了系统振荡模式的阻尼和频率,并通过实际算例的计算,得出利用本文所采用的Matlab工具箱进行小干扰分析的可行性结论。     

华东-福建联网低频振荡问题分析

华东福建联网后出现的低频振荡问题将威胁电网的安全稳定运行.在简单介绍电力系统小干扰稳定基本概念的基础上,利用电力系统仿真软件NETOMAC,通过小干扰稳定频域分析法和时域分析法研究2007年和2010年华东福建联网低频振荡问题,重点关注福建相对于华东主网三省一市的的区域振荡模式.对华东福建联络线不同传输功率对区域振荡模式的影响,以及负荷特性对小干扰计算结果的影响作了相应的研究.     

基于小干扰分析的电力系统电压稳定研究

介绍小干扰分析电力系统电压稳定的基本原理和电力系统静态电压崩溃极限点的概念;其次,介绍了考虑SVC的小干扰电压稳定分析的数学模型及其方法;最后,基于上述模型和方法对IEEE3机9节点和2机四节点进行算例分析,在具体分析时对比了不含SVC和含SVC的系统的小干扰电压稳定性,验证了SVC对静态电压稳定的作用;对比分析了系统正常运行状态下和在静态电压临界点的小干扰稳定情况;通过计算系统各个模态的参与因子,得到了对系统小干扰稳定性有重要作用的状态变量;通过计算各节点电压失稳系数,得到系统的小干扰电压稳定的薄弱节点。上述研究验证了SVC对提高电压稳定具有重要作用,参与因子和失稳系数能为确定电压稳定的薄弱环节提供一定的判断依据。     

考虑时滞影响的电力系统小扰动稳定域

探讨了时滞环节对电力系统小扰动稳定域的影响.首先推导了微分-代数方程在考虑时滞影响时的小扰动稳定分析方法;进一步给出一种基于双层优化的追踪算法,用于求解含时滞环节的电力系统小扰动稳定域的边界;最后,利用该算法和2个典型系统,深入探讨了时滞环节对小扰动稳定域边界及构成性质的影响.     

基于可信性理论的电力系统小干扰稳定性分析方法

针对电力系统中不确定因素对系统小干扰稳定性的影响,提出了基于可信性理论的小干扰稳定性分析方法,对系统的小干扰稳定性进行模糊模拟分析.该方法不仅能够计算考虑不确定因素时系统特征值的期望值和方差,而且能够计算可信性意义下的小干扰稳定指标.该方法的特点在于避免了不确定参数分布函数类型的假设和参数统计,且对不确定参数之间的独立性不作要求,仅需根据实际情况确定不确定参数的变化范围且描述不确定参数的隶属度函数类型对计算结果基本无影响.仿真算例的计算结果验证了所述方法的有效性,通过与确定性分析方法、概率分析方法和蒙特卡洛仿真法的结果进行对比,证明了该方法在计算精度和计算量方面的优越性.     

Impact of the exciter voltage limit to small signal stability region of a three-bus power system

We investigate the influence of non-differential components to the power system small signal stability region in this paper. A method named unified expression function (UEF) is introduced to describe the piecewise, continuous and non-differential function in the small signal stability study. It converts non-differential points of the original function to poles of the UEF’s derivative function. Then the derivative at those poles can be approximated by UEF’s left-hand or right-hand derivative limits according to the requirement. Based on this method, impact of the exciter voltage limit to power system small signal stability region is then deeply discussed using a simple three-bus power system. We find that the exciter voltage limit can change elements of the system Jacobian matrix so as to cause jump of the system critical eigenvalue. As a result, two new Hopf bifurcation boundaries and a new instability hole emerge in the small signal stability region. When the exciter voltage limit varies, the new instability hole and the new Hopf bifurcation boundaries will change significantly. It makes the topological characteristics of the small signal stability region much more complicated. Since there are many non-differential components in power systems, they should be correctly considered in power system stability studies.     

基于小信号模型的柔性直流输电网络运行稳定性研究

小信号稳定性是动态系统在小扰动情况下保持稳定运行的能力。柔性直流输电网络作为交流系统、新能源及无源网络互联的枢纽,其小信号稳定性直接关系到区域电力系统的稳定运行。首先推导电压源型换流站、换流站控制系统、直流输电网络的小信号数学模型,通过仿真对比验证小信号模型的准确性,根据状态空间法,列出柔性直流输电网络的状态矩阵;然后通过李雅普诺夫稳定性判据及参与因子矩阵分析方法推导柔性直流输电网络的小信号稳定性判据;最后通过算例分析,证明此小信号稳定性分析法的适用性及准确性,并总结出PI参数优化规律,为柔性直流输电网络工程应用时控制器的设计以及稳定性优化提供研究基础。     

考虑小干扰稳定约束的最优潮流求解

针对电力系统已有控制器不能有效抑制低频振荡的情况,提出了一种通过潮流调整提高小干扰稳定性的新方法。它是在定义了小干扰稳定指标、介绍了指标灵敏度计算方法的基础上提出的考虑小干扰稳定约束的最优潮流(OPFSC)模型和算法。由于在模型中使用小干扰稳定指标及其灵敏度组成的代数不等式作为稳定约束条件,简化了计算;考虑了多种可控参数的调整,能有效提高系统的小干扰稳定性;根据指标灵敏度提出的主导控制节点概念及对优化过程中成本费用的修正使算法能够快速收敛至满足约束的最优解。最后通过对4机2区域系统的仿真验证了所提出模型和算法的有效性。     

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。     

电力系统小扰动稳定的直接法分析

对李亚普诺夫直接法用于分析和评价电力系统小扰动稳定性进行研究.介绍了线性定常系统稳定性的直接法判据,剖析了求解李亚普诺夫方程的算法,引入状态偏差量平方积分指标对系统动态性能进行评价.以4个算例系统的低频振荡为对象,具体研究直接法在电力系统小扰动稳定分析中的应用.研究结果表明:直接法可以正确可靠地判断电力系统的小扰动稳定...     

考虑电压动态过程的含电网换相换流器的高压直流输电小信号建模方法

对含电网换相换流器的高压直流输电（line commutated converter high voltage direct current,LCC-HVDC）系统进行小信号稳定性分析时,存在小信号模型精度低、分析结果无法为系统稳定运行提供参考的问题。因此,提出一种计及电压动态过程的小信号建模方法。对LCC-HVDC状态空间模型进行改进,修正了逆变侧换流站内部的角度关系与换相角表达式,在模型中引入考虑电压动态过程的状态方程,并基于此模型计算系统运行的控制参数稳定域。通过PSCAD电磁暂态仿真软件对模型进行验证,并与传统小信号模型作对比,结果表明建立的考虑电压动态过程的小信号模型精度高,小信号稳定性分析结果更准确。