基于暂态电压安全性评估的低压减载控制新方案

传统低压减载逐轮次动作,各轮次动作延时固定,难以与负荷特性的变化相适应。基于扰动后负荷的无功电压响应,利用负荷侧等效电纳的变化量对暂态电压安全性进行评估,并将暂态电压安全性较低的负荷节点作为薄弱节点,通过缩短薄弱节点低压减载的动作延时以使得负荷电压快速恢复,从而构建了基于暂态电压安全性评估的低压减载控制方案。IEEE 39节点的仿真结果表明,改进后的低压减载方案,能与负荷特性相适应,在快速恢复负荷电压的同时减小切负荷量,有利于减少低压减载所带来的经济损失。     

基于风险的低压减载地点选择方法

低压减载是解决电压稳定问题的一种较轻经济的方法之一,低压减载地点的选择是低压减载整定的一项重要内容,选择合适的地点有助于提高系统的电压稳定性。文中分析了PSASP的电压分析模块的数学原理,利用模态分析得到参与因子。结合风险评估的方法,将参与因子计入后果的计算中,通过对风险值的排序来确定低压减载地点。以IEEE39节点系统为例,具体阐述了低压减载地点选择方法的应用,证明了该方法的正确性和有效性。     

基于降阶雅可比矩阵的低压减载整定方法研究

重点讨论节点电压随负荷功率变化的灵敏度系数在低压减载过程中对节点电压恢复的影响,并通过降阶雅可比矩阵推导出了节点电压与节点负荷功率变化的灵敏度系数的关系.以此为依据选择灵敏度系数高的负荷节点优先进行切负荷,可得到优化的切负荷方案.该方法保证了系统的电压快速恢复和较高的电压稳定裕度,仿真结果验证了其有效性.     

基于相平面特性的切机切负荷紧急控制方法

提出一种基于相平面轨迹几何特征的切机切负荷联合控制方案。当系统发生暂态扰动时,实施的控制方案能够在保证系统恢复暂态稳定的同时,防止系统的频率电压过低。通过对控制后相轨迹斜率变化特性的分析,得到控制量与相轨迹斜率变化特性的关系;基于发电机的转子运动方程,推导出了相轨迹斜率与控制量关系的数学表达式,从而得到控制量的计算方法。当系统发生暂态失稳时,提出切机切负荷联合控制的启动条件,并给出切机切负荷的分配算法以及实时控制地点的选择方法。在IEEE 39节点系统和三华联网系统的仿真,验证了该联合控制方法的有效性。     

基于风险的低压减载策略问题研究

提出了一种基于风险分析的方法来制定低压减载策略。与传统方法不同,文中提出的方法是在对各种意外事件进行综合分析的基础上,通过一系列风险指标来确定低压减载的各种运行参数。根据该方法,能确保将低压减载措施发挥最大功效的母线选作切负荷的最佳地点。低压减载应切除的负荷是根据其造成的风险与切负荷量的相互关系来确定的。而选择最佳减载时间所遵循的原则是使低压减载装置拒动和误动的综合风险最小。对IEEE39节点系统进行的仿真计算表明:由于提出的方法考虑了大量不确定性因素的影响,因此其有助于更加准确、合理地选择低压减载的时间、地点和切负荷量。     

基于改进轨迹灵敏度的动态无功电源配置方法

传统轨迹灵敏度指标比较了不同点安装无功电源对电压的提升效果,却未考虑权重系数对选择无功电源配置点的影响。首先对节点暂态电压进行分析,提出了节点脆弱性指标和事故严重性指标进而对节点和故障进行排序,在此基础上对传统轨迹灵敏度的权重系数进行了改进,然后利用改进轨迹灵敏度确定了动态无功电源的最佳补偿位置,最后通过IEEE 39节点系统的算例验证了该方法的有效性。     

基于暂态电压稳定性新指标的自适应紧急减载方案

频率和电压响应在大扰动后相互耦合,传统的低频、低压减载方案相互独立,未充分考虑电压的时空分布特性和感应电动机对系统稳定性的影响。从2节点系统出发,分析感应电动机转差率偏差值对负荷稳定性和暂态电压稳定性的影响,提出综合考虑感应电动机转差率偏差值和负荷母线电压跌落幅度的暂态电压失稳程度新指标;并基于广域信息条件,利用新指标选择切负荷地点,确定相应控制量以构建新的紧急切负荷方案。该方案利用新指标更加全面地衡量了系统暂态电压稳定程度,具有全网切负荷和局部切负荷两种控制模式。通过IEEE 39节点系统的仿真,验证所提出自适应方案在保障系统大扰动后频率和电压稳定性方面相对于经典控制方案的有效性和优越性。     

暂态电压安全紧急切负荷控制优化研究

建立电力系统暂态电压安全分析的微分代数方程组模型,并推导出负荷采用三阶感应电动机并联恒阻抗模型时切负荷控制的表示方法。提出暂态电压安全紧急控制优化的数学模型：暂态电压安全约束包括防止系统发生暂态电压失稳和暂态电压延时恢复两个方面,目标函数为控制费用最小,控制变量为切负荷比例。采用轨迹灵敏度描述暂态电压安全约束函数与控制变量之间的近似线性增量关系,从而将优化控制模型转化为线性整数规划模型。并采用一种启发式优化算法求得模型的近似最优解。对IEEE 39节点系统的仿真计算验证了所提出模型和算法的正确有效性。     

暂态电压安全紧急切负荷控制优化研究

建立电力系统暂态电压安全分析的微分代数方程组模型,并推导出负荷采用三阶感应电动机并联恒阻抗模型时切负荷控制的表示方法.提出暂态电压安全紧急控制优化的数学模型:暂态电压安全约束包括防止系统发生暂态电压失稳和暂态电压延时恢复两个方面,目标函数为控制费用最小,控制变量为切负荷比例.采用轨迹灵敏度描述暂态电压安全约束函数与控制变量之间的近似线性增量关系,从而将优化控制模型转化为线性整数规划模型.并采用一种启发式优化算法求得模型的近似最优解.对IEEE 39节点系统的仿真计算验证了所提出模型和算法的正确有效性.     

基于P-V曲线的低压减载分群配置方案

低压减载是电网防御系统的第三道防线稳控措施之一,可以经济有效地防止电压崩溃。以安徽宣城地区电网为例,研究基于P-V曲线的低压减载方案。该方案通过稳定计算分析,找到该电网可能出现的电压失稳状态,计算出其部分负荷节点的P-V曲线,按照负荷增长与电压降低之间的定量关系,将节点划分为不同集群进行配置,能有效地阻止电压持续恶化。该方法根据电压对负荷的敏感程度制定的各节点或区域低压减载方案,比起统一配置方案更有利于系统电压的恢复。     

防止电力系统电压失稳措施的研究——基于模糊推理的甩负荷方案

在综合分析电力系统电压崩溃事故的基础上,提出了一种新的避免系统电压失稳的甩负荷方案,该方案采用母线参与因子及线路参与因子作为反映母线电压稳定程度的指标来判断甩负荷的地点,并利用模糊推理方法来确定所甩的负荷量,计算速度快,适合于在线应用,文中ＮｅｗＥｎｇｌａｎｄ１０机３９节点系统进行了测试,测试结果证明了该方案的有效性。     

基于轨迹灵敏度的紧急切负荷优化算法

超/特高压直流远距离、大容量输电使受端电网发生大功率缺额的概率增加。为防御失去大电源导致的电网安全稳定破坏,提出了一种兼顾暂态安全性和经济性的紧急切负荷优化模型,并设计了高效求解方法。优化模型以总切负荷代价最小为目标,计及暂态电压安全、暂态频率安全和切负荷量约束。暂态安全性均基于时域轨迹严格评估,是带时域参数约束的大规模非线性规划问题。分析了问题最优解的特征,针对带时域参量约束的非线性规划无法直接求解的问题,利用轨迹灵敏度将安全约束线性化,将问题转化为线性规划求解,并通过逐次迭代保证解的一致性。以实际省级电网为例进行仿真分析,验证了算法的有效性。     

计及功率平衡含风电的发电系统可靠性评估

建立了风电场可靠性评估模型,研究了无功功率对含风电场的发电系统可靠性评估的影响,介绍了有功功率短缺、无功功率短缺和电压越限对电力系统可靠性的影响,利用故障重数截止法对系统状态进行筛选,采用三级切负荷策略分别从有功功率和无功功率2方面分析其可靠性问题。根据第三级切负荷策略可确定最佳无功补偿位置,应用就地无功补偿代替负荷切除可有效解决电压越限问题。研究了基于风电功率调整的最大消纳能力情况下的系统可靠性问题,确定了风电接入对系统可靠性的最大贡献。最后以某地区220 kV系统为算例,验证了所提策略的有效性。     

基于潮流追踪算法的自适应低频减载策略研究

低频减载（under frequency load shedding,UFLS）是防止电力系统频率崩溃的有效手段之一,它通过在系统的某些地点切除过负荷量,达到维护系统稳定的目的。为此,计及负荷的电压调节效应,提出一种改进的功率不平衡量计算方法,针对不同的扰动在线计算系统的减载总量;并利用邻接矩阵的稀疏性,结合邻接矩阵和比例分配原则提出了一种潮流追踪新算法,提高了潮流追踪算法的计算效率,将其应用于在线确定减载地点与分配减载量。仿真结果表明,新的自适应减载策略可靠性更高,能够有效防止欠切或过切,改善受扰系统减载后的频率恢复效果,并提高系统的电压稳定水平,对实际电力系统紧急控制研究具有重要意义。     

基于风险的低压切负荷量的确定方法

针对低压减载方案中切负荷量的问题,利用马尔可夫方法,计算出低压减载方案各种动作情况的概率。在此基础上,结合电压崩溃的风险理论,以在预想事故下所切负荷量为变量,构造方案引入所带来的电压崩溃风险的函数,再以该风险量最小为标准,确定切除负荷量的多少。与传统方法不同,该方法综合分析了各种意外事件、考虑了低压减载方案本身的可靠性。计算处理的信息更丰富,结果更准确。IEEE 14节点的算例表明了该方法计算的有效性。该方案为低压减载方案的设计提供了参考。     

Simulation of load shedding as a corrective action against voltage collapse

The evolution of a lot voltage collapse scenarios on large power systems can be alleviated by controlled load shedding associated with rearrangement of generator outputs. Dynamic simulation of power system mid-term voltage response is required to adequately determine the impact of load shedding actions and to design appropriate control systems. The dynamic simulation must take into account load-voltage behaviour, transformer tap changer controls and limits, generator overexcitation limiters, automatic generation control and system protective devices. This paper demonstrates the impact of load shedding as a corrective action through simulation of the system dynamic response to a disturbance. Whilst load shedding can stabilise a system, rigorous techniques are required to identify the magnitude and location of shedding. The application of voltage modal analysis in combination with the determination of reactive power margins in resolving this problem is demonstrated.     

计及电压稳定的自适应协调低频减载策略

为了提高资源利用率,电网经常处在临界稳定的运行状态,大停电事故往往在系统重负荷运行时发生,多表现为多个电气量协同作用下的系统崩溃。提出一种计及电压稳定的自适应协调低频减载策略。根据功率缺额的动态计算值对扰动的严重程度进行分类,以期有针对性地采取不同的控制措施。若发生严重故障则需要进行两阶段的减载,先基于各负荷母线的频率调节效应来指导阶段1的选址定容,然后应用有功网损灵敏度来获取电压薄弱区域信息,计及时延后实施阶段2的减载;若发生一般故障则直接进行阶段2的减载过程。仿真对比验证了所提策略的有效性和优越性,该策略可以自适应不同严重程度的故障扰动,并能及时有效地保证系统频率稳定以及各母线处的电压稳定。     

A wide area synchrophasor-based load shedding scheme to prevent voltage collapse

This paper presents a new method based on wide area voltage stability index for optimal load shedding to prevent voltage instability phenomena. Phasor Measurement Units (PMUs) have widely been used in recent years due to their great advantages in power systems wide area monitoring, protection and control. The purpose of this paper is to provide a new optimal load shedding method, which disconnects the least possible amount of load from optimum buses. Not only the system stability is considered as main goal in this research, but also minimum load shedding is taken into account. Moreover, the problem of optimal load shedding is applied using modified Discrete Imperialistic Competition Algorithm (DICA) in mid-term and long-term voltage instability scenarios. In all investigations, certain limitations are considered to obtain practical answers. In addition, some modifications are applied to the conventional ICA, which make it proper for solving the optimal load shedding problem. New modifications result in fast convergence characteristic and less run time, which are crucial in dealing with power system instability problems.     

基于节点电动机最大自起动量的配电网低压减载

低压减载是电力系统安全稳定第三道防线的重要组成部分,而减载方案是低压减载的重要研究内容。感应电动机是造成电网电压崩溃的主要因素,也是低压减载的主要负荷。基于配电网及感应电动机有功特性、无功特性、转子运动方程等在Matlab搭建模型进行时域仿真分析。结果表明低压减载后的电网存在感应电动机的自起动过程,且以感应电动机为减载对象时,自起动的最大允许量与最小减载量有紧密联系。从而提出一种基于节点电动机最大自起动量的减载量整定计算方法以及减载策略。即通过不同初始转速下的节点电动机最大自起动量计算出每轮减载量,考虑减载速度对电压稳定性的影响,可在每轮减载中引入基于电压变化率的加速判据,实现有选择性地加速切除负荷。最后对传统减载策略和所提减载策略进行对比仿真,验证了所提减载方案在保证节点电压快速稳定的同时可实现对减载量的有效控制,从而保证了系统和重要电动机负荷的安全稳定运行。