电压稳定裕度对参数灵敏度求解的新方法

针对与鞍结分岔相关的电压稳定裕度对参数的灵敏度计算问题，该文提出了一种解线性方程组求灵敏度的新方法。与以往方法不同的是：该方法无需求解鞍结分岔点处潮流雅可比矩阵零特征值对应的左特征向量，而只需求解一个左端系数阵为扩展潮流雅可比矩阵的线性方程组。由于避免了左特征向量的迭代求解，因此该方法简单实用，计算量小，适于在线静态电压稳定分析的使用。另外文中还对另一种普遍存在的分岔形式--限值诱导分岔的特点与灵敏度计算作了探讨。在EPRI 1000母线系统算例下的计算表明，本文方法切实可行并具有较高的精度。     

极限诱导分岔最小负荷裕度计算方法

由于极限诱导分岔点处的潮流雅可比矩阵非奇异,因此电压稳定裕度对参数灵敏度的计算存在困难。对此,采用分岔点处参数灵敏度计算的新方法,只需求解一个左端系数阵为扩展潮流雅可比矩阵的线性方程组,进而提出了包含极限诱导分岔点在内的静态电压稳定最小负荷裕度计算方法。该方法结合负荷增长模式及其波动形式,建立了连续潮流模型和求取最小负荷裕度的优化模型。IEEE 118节点系统的仿真算例验证了所述方法的简单有效性。     

不需雅可比左特征向量的负荷裕度灵敏度新算法

电力系统静态电压稳定裕度灵敏度是电压稳定分析与控制的关键技术之一。目前广泛采用的负荷裕度灵敏度计算方法依赖于鞍结分岔点雅可比零特征值左特征向量。鞍结分岔点雅可比零特征值左特征向量需要计算2(n?1)个线性方程。如果控制变量个数较少,计算效率较低。提出了一种不需要鞍结分岔点雅可比零特征值左特征向量的负荷裕度灵敏度计算方法。在灵敏度自适应引导求取负荷裕度的最后一步,利用局部曲线拟合及相关高阶灵敏度技术,对弱节点分析得到了负荷裕度与控制参数的灵敏度。多个IEEE测试系统和湖南电网的数值计算结果表明,所提方法有效且实用。     

静态电压稳定分岔点的识别和计算方法综述

电力系统静态电压稳定分析中,常见有鞍结型分岔点和极限诱导型分岔点。识别和计算这2种不同的分岔点的意义在于准确地计算在分岔点处各种控制变量对于电压稳定裕度的灵敏度,从而为最终的控制服务。对该问题当前的研究现状进行了综述,主要介绍了鞍结型分岔点和极限诱导型分岔点各自的原理和特性,对识别和计算这2种不同分岔点的主要方法进行了论述,并就各种算法的计算量大小、求解速度、收敛性和实用性等方面进行了分析比较。最后,指出了这2种分岔点的识别和计算方法的未来研究方向和需要解决的问题。     

计及稳定裕度约束的最优协调电压控制

为防止故障后系统电压崩溃并维持一定的稳定裕度,提出一种计及稳定裕度约束的协调电压控制策略。该策略基于模型预测控制和轨迹灵敏度方法建立电压协调控制模型。在每个控制周期初始时刻识别系统分岔方式,通过计算相应分岔方式下电压稳定裕度的灵敏度构建稳定裕度约束。若控制周期初始时刻存在稳定平衡点,则将稳定裕度约束加入优化模型,求解最优控制序列。新英格兰39节点系统和Nordic3252节点系统的仿真结果表明,该方法在协调优化电压幅值的同时确保了系统的稳定裕度。     

发电机无功极限诱导分岔的机理分析及预防策略

研究由于发电机励磁电压限制导致的极限诱导分岔,发现临界限值的存在并提出一种极限诱导分岔的机理解释。当极限大于临界限值时,系统遇到极限才发生极限诱导分岔。计算临界限值及其对参数的灵敏度,根据灵敏度信息,可通过调整参数消除极限诱导分岔。提出一种极限诱导分岔的机理解释,即极限诱导分岔反映了动态无功源在维持系统电压稳定性中的重要性。并利用该机理对临界限值及灵敏度结果进行分析。研究静态无功源对极限诱导分岔的影响。静态的电容器补偿虽能增加负荷裕度,但加大了系统电压稳定对动态无功源发电机的依赖性,系统更容易发生极限诱导分岔。     

利用混合块消去算法的电压稳定负荷裕度灵敏度计算

电力系统中目前多采用潮流雅可比矩阵在鞍结分歧点(saddle-node bifurcation point,SNBP)零特征值对应的左特征向量计算负荷裕度对参数变化的灵敏度,存在零特征值左特征向量和负荷裕度高阶灵敏度不容易计算等难题。与传统方法不同,给出了一种直角坐标中通过递归求解系列线性方程组计算任意阶负荷裕度灵敏度的方法。线性方程组的右端向量通过双线性函数计算,采用W.Govaerts提出的数值向后稳定(backward stable)的混合块消去(mixed block elimination,BEM)算法求解线性方程组。在计算各阶灵敏度时,只需一次潮流雅可比矩阵三角分解。以实际电网为背景研究了网络参数、负荷变化、支路开断等对负荷裕度的影响。计算结果表明,当参数变化范围较大或系统非线性程度较强时,高阶灵敏度的计算精度要远高于1阶灵敏度,且不需要附加太多计算量。     

大电网静态电压稳定在线防控灵敏度分析新方法EI北大核心CSCD

大电网静态电压稳定预防控制在线决策的核心环节是稳定裕度及其与控制变量间灵敏度关系的快速计算,为此提出一种基于调控对状态的影响和单断面参数辨识方法实现静态电压稳定裕度与控制参数间解析灵敏度关系的计算方法。通过常规潮流方程总结了调控量与状态量间的灵敏度关系;然后基于单一状态断面的戴维南等值参数辨识方法并结合等值参数与稳定裕度之间的数学关系,推演出调控量与稳定裕度间的解析关联灵敏度。该方法不仅避免了中间的潮流计算过程以及参数辨识环节,而且无需求取临界点处潮流雅可比矩阵的零特征值所对应的左特征向量,适用于大规模电力系统的在线优化防控以及计及调控影响的在线中长期静态电压稳定分析。仿真算例验证了所提方法的准确性和快速性。     

线性模拟法求解电力系统静态电压稳定裕度

文章提出一种快速,准确,实用的求解静态电压稳定裕度的线性模拟法,在求解过程中以灵敏度指标的变化特征作为临界点位置的判据,考虑了电力系统中各种非经恶性循环因素的变化,如发电机无功出力限制,负荷的静态特性,ＡＧＣ,ＯＬＴＣ调节作用等,使静态电压稳定工的求解更加符合电力系统的实际运行状况,同时,该方法还考虑了单负荷节点,区域,全网等不同的负荷增长方式下系统的功率裕度,基于该算法的电压稳定分析软件为运行人     

电压稳定裕度对线路功率灵敏度求解的新方法

在利用泰勒级数求得电压崩溃点处状态变量和负荷裕度对支路连接参数的1~3阶灵敏度的基础上,提出一种基于支路视在功率灵敏度快速计算线路故障下静态电压稳定临界点的可靠方法.该方法将单条线路视在功率参数化,通过求解原系统的静态电压稳定临界点对线路视在功率参数的1至3阶导数,用泰勒级数法进行逼近,从而快速精确的求解出线路故障情况下电压稳定临界点.求取不同故障各阶导数时,系数矩阵均是同一个矩阵,无需反复形成与分解.该方法能快速地对线路故障按严重程度进行排序,并精确得出故障后电压稳定裕度.该方法的快速与精确通过在IEEE 30及118母线系统上的算例得以验证.     

基于发电机功率分配因子的静态电压稳定预防控制

针对静态电压稳定预防控制实用性的问题,提出一种在线静态电压稳定预防控制算法。该算法引入未来时刻发电机功率分配因子作为电压稳定裕度的控制变量,利用电压稳定裕度对各类控制参数的灵敏度信息,通过集中调度和预选参与调度集等策略,形成预防控制所需要的线性规划模型,给出预防电压失稳的调度方案。算法的优点是可将严重故障和失稳故障放在统一的模型中求解;引入未来时刻发电机功率分配因子作为电压稳定裕度的控制变量,可有效地减少其他控制参数的调整量。对湖南实际电网750节点系统的试验,证明了所提方法的有效性和实用性。     

一种静态电压稳定临界点的识别和计算方法

提出了一种用连续潮流技术识别和计算电压崩溃临界点的方法。电力系统静态电压稳定分析中,常见有鞍结型分岔点和约束诱导型分岔点。基于连续潮流的间接方法没有确定初值的困难,适合于负荷参数耦合的情形,易于识别约束型分岔点,从而适合于大型实际系统静态稳定临界点的计算。通过对中国一个实际地区系统的数值分析,表明文中所提方法是有效的。     

综合灵敏度和静态电压稳定裕度的直流受端交流系统电压薄弱区域评估方法

提出综合无功-电压灵敏度与静态电压稳定裕度的直流受端交流系统电压薄弱区域评估方法,并在灵敏度及静态电压稳定计算中计及了负荷静态电压特性。以计及负荷静态电压特性的交直流电力系统潮流方程为基础,计算交流节点电压相对于直流落点无功功率的灵敏度;基于连续潮流法,计算计及负荷静态电压特性的直流受端交流系统静态电压稳定裕度,综合这2个指标识别电压薄弱区域。并进一步地比较了不同ZIP负荷占比、不同直流控制方式对直流落点近区交流系统电压薄弱区域评估的影响。     

一种用于含风电场电力系统电压稳定概率分析的混合方法

为了进行风电并网后电力系统电压稳定性的评估,利用具有概率特征的负荷裕度指标,提出了一种含风电场电力系统电压稳定概率分析的混合方法。当系统随机参数扰动量很小时将系统简化为线性化模型,根据线性方程的叠加性原理,在计算负荷裕度关于随机参数的灵敏度矩阵的基础上运用叠加性原理并结合正态分布的特性,将系统负荷裕度在期望值附近的随机扰动分解为单独考虑负荷随机变化和风速随机变化两种情况下求得的负荷裕度扰动量之和。该方法与Monte Carlo法和半不变量法同时在IEEE-30节点系统上进行仿真计算,通过对比分析表明了本文方法在保证准确性的基础上节省了计算时间。     

基于局部曲线拟合的电压失稳预防控制算法

为了快速获得预想失稳故障下的电压稳定预防控制方案,提出了一种基于局部曲线拟合的电压失稳预防控制算法。在深入研究电压稳定鞍结分岔点特性的基础上,利用局部曲线拟合方程式推导了一种无需分岔点处雅可比矩阵零特征值所对应左特征向量即可快速计算负荷裕度灵敏度的方法。根据所求得的灵敏度建立失稳故障的预防控制模型,给出了预防电压失稳的控制方案。对IEEE-57节点系统的仿真结果表明,所提方法能够快速、准确地计算系统负荷裕度灵敏度,并且能够有效地将系统运行点拉回电压稳定安全域。     

电力系统电压稳定性分析

针对福建省电力系统的几种典型运行方式,利用电压稳定灵敏度指标和裕度指标进行了静态电压稳定性分析,并讨论了系统在（n-1)检验后的电压稳定性;对系统的暂态电压稳定性也进行了仿真分析。指出了福建省电力系统的电压稳定薄弱区域,并为预防系统电压失稳提出几点建议。     

考虑动态电压安全的发电机有功出力最优调整

在灵敏度方法的基础上,以系统当前运行点与最近的电压崩溃点的负荷几何距离作为电压稳定指标,提出了有效提高系统稳定裕度的发电机有功出力调整方案。在开放输电环境下,系统发生N-1故障后,首先进行电压稳定裕度分析,对于不满足系统安全运行要求的状态,计算发电机有功出力对稳定裕度的灵敏度,并以此为基准调整发电机有功出力,从而增大系统稳定裕度。IEEE 57节点系统仿真算例验证了所提出方法的有效性。     

基于统一灵敏度法的静态电压稳定预防控制

针对低电压校正控制和电压稳定裕度提高的预防控制采用不同的灵敏度指标和控制程序问题,提出了新的静态稳定预防控制方法。该法基于电压稳定灵敏度的等效分析,对电压校正和提高稳定裕度的控制措施进行综合排序,对不同类型的严重故障加入相应的控制约束,建立基于灵敏度的优化控制子问题实现对两方面的安全控制。在算法实现中,采用曲线拟合方法快速计算故障后的稳定裕度,并分析了提高算法效率的方法。该算法不需要计算零特征根的左特征向量,节省了计算量,且在临界点处能够提供相同的控制灵敏度排序。通过对实际的703节点系统仿真,结果验证了所提出的方法是有效的。     

交直流系统电压稳定性的Hopf分岔分析

为分析交直流电力系统的动态电压稳定性,采用非线性动态系统的Hopf分岔分析方法,得到了系统的动态稳定裕度,获取了系统失稳的关键因素。并在此基础上,依据特征值灵敏度分析了直流系统控制参数对电力系统Hopf分岔的影响,为避免系统因发生Hopf分岔而失稳提供了制定控制策略的依据。最后,借助非线性分析软件AUTO97,运用Hopf分岔分析方法,详细分析了一个三机交直流系统的动态电压稳定性。算例测试表明:分岔理论可以比传统线性化分析方法更为准确地分析系统在临界点领域附近的动态稳定情况。