基于广域信号的区域间低频振荡监视

随着电网互联程度的提高,低频振荡问题很难避免。广域测量系统的出现为更好的监视低频振荡、辨识振荡模态提供了技术基础。从计算速度、定阶判据、计算精度角度分析了现有模态辨识方法,着重比较了Prony方法和ESPRIT方法的适用性,提出了基于广域测量系统辨识电力系统低频振荡监视系统的思路。     

基于WAMS和奇异熵矩阵束方法的电网低频振荡仿真分析

分析了用传统的小干扰稳定分析方法研究互联大电网运行特性时存在的不足,提出了基于广域测量系统(WAMS)和奇异熵矩阵束方法的综合分析法。该方法将奇异熵用于模态阶数的提取,既能在有无噪声的情况下都准确确定模态阶数,又能减少计算复杂度。以华中电网2009年6月17日发生的由金竹山B厂开关爆炸导致的电网功率波动事件为例,对比了小干扰稳定分析方法和所提出的综合分析法的仿真分析结果。结果表明,基于WAMS和奇异熵矩阵束方法的综合分析法是以特征值分析法为代表的传统低频振荡分析方法的有效补充,能够较为准确、及时、全面地反映电网的振荡特性,为分析由多重扰动引起的或特殊运行方式下的低频振荡现象提供了有效手段。     

基于广域测量信息在线辨识低频振荡

全国电网的互联使区域间的低频振荡成为威胁系统稳定的关键因素之一,而基于全球定位系统（GPS）的广域测量系统（WAMS）的发展和应用为在线分析区间低频振荡模式乃至控制提供了新契机.因而,研究区间低频振荡模式的在线辨识算法成为实现低频振荡在线监测以及进行阻尼控制的重要理论问题.该文在讨论Prony方法本质的基础上,给出了一种新的模型阶数估计方法,提出根据广域测量系统（WAMS）的测量信息,采用多机组的功角及转速变量进行低频振荡辨识.结合工程实际提出了基于（WAMS）的研究低频振荡问题的实现方案,包括启动判据、数据预处理、阶次估计、模式提取和综合分析等步骤.8机36节点的算例结果表明：该方案具有系统性、直接性、噪声干扰小的特点,为低频振荡的监测和控制创造了条件.     

特高压交直流电网的小干扰稳定性分析

分析了我国小干扰稳定仿真技术存在的主要问题,提出了解决问题的思路,包括:结合广域测量系统(wide area measurement system,WAMS)的小干扰稳定性分析、中长期过程中的小干扰稳定性分析、特征值的区域自动搜索算法、特征值灵敏度研究与应用、小干扰稳定在线预决策技术等。探讨了小干扰稳定性分析软件与在线动态安全分析预警系统的接口技术,以及并行计算技术的重要性,并指出小干扰稳定性分析技术是研究和分析特高压交直流电网低频振荡问题及其稳定措施的重要手段。     

互联电网低频振荡的相关问题及研究

综述了电力系统低频振荡发生的机理、分析方法、抑制措施及存在的相关问题;并提出建立基于广域测量系统(WAMS)的实时低频振荡监控系统,将频域分析法与Prony辨识法结合起来,在线分析系统的振荡模态;并首次提出将模态级数法用于互联电网“超低频振荡”的机理分析。     

互联电网低频振荡的相关问题及研究

综述了电力系统低频振荡发生的机理、分析方法、抑制措施及存在的相关问题;并提出建立基于广域测量系统(WAMS)的实时低频振荡监控系统,将频域分析法与Prony辨识法结合起来,在线分析系统的振荡模态;并首次提出将模态级数法用于互联电网"超低频振荡"的机理分析.     

基于广域测量系统的电力系统低频振荡抑制方法

随着电网互联规模的不断扩大,区域问的低频振荡成为威胁电力系统稳定运行的关键因素之一,而基于全球定位系统(GPS)的广域测量系统(WAMS)的发展和应用为在线辨识区间低频振荡模式成为可能.因而,研究区间低频振荡在线辨识算法已成为广域阻尼控制的理论依据.提出了一种改进的prony算法来在线辨识低频振荡模式,8机36节点仿真算例表明,该算法能够实现在线低频振荡模式辨识,根据辨识的结果配置PSS参数能够有效地抑制低频振荡.     

基于环境激励的低频振荡分析方法综述

在大型区域互联电网中,低频振荡已成为影响系统的广域安全稳定运行的重大问题。随着广域相量测量系统WAMS的投入,低频振荡的在线分析成为可能。通过在线模式辨识可以实现低频振荡在线监测以及施加适当的阻尼控制。本文主要讨论基于环境激励的低频振荡在线分析方法,对这类方法的原理、特点、应用做了系统的阐述,并探讨存在的问题和进一步研究的方向。     

基于高阶累积量的改进Prony低频振荡辨识方法

广域测量系统的不断发展和进步,为基于Prony方法实现电力系统低频振荡的在线辨识提供了可能性。针对传统Prony算法在辨识广域测量系统监测信号过程中抗噪声性能不足的问题,本文提出一种基于高阶累积量的改进Prony算法用于低频振荡的在线辨识。该方法利用高阶累积量技术具备的良好抗噪特性,能够有效抑制广域测量系统在采集和传输过程中产生的白色噪声和有色噪声。最后,利用典型正弦信号、新英格兰10机39节点算例系统的仿真结果和实际电网测量数据验证了所提方法的正确性和有效性。     

基于多信息源的大电网低频振荡预警及防控决策系统

低频振荡是威胁互联电网安全稳定运行的关键因素之一。负阻尼机理低频振荡和强迫功率振荡在我国均有发生。基于WAMS和EMS实时多信息源相结合,提出一种将低频振荡实时监测预警、扰动源定位、动态稳定控制策略在线搜寻综合应用于大电网的动态稳定防控方法。阐述了系统整体功能架构,介绍了多机理低频振荡防控并行技术方案。通过Prony计算、振荡能量指标、运行参数特征值灵敏度分析、模式匹配策略等方法实现低频振荡在线预警及防控,并指出了所涉及的关键技术。该系统可实现大电网低频振荡快速量化评估与辅助决策,对提高电力系统动态安全预警及防控水平,具有重要理论指导和工程实践意义。该原理方法在河南省互联电网低频振荡防控系统中得到实际应用。     

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.     

含高渗透率风电的电力系统小干扰概率稳定性研究综述

随着以风电为代表的新能源规模开发利用,传统电力系统的结构特性发生了改变,风电并网对系统的稳定运行及控制带来了新的挑战。从风力发电的基本特性出发,归纳风电并网对系统小干扰概率稳定性研究的最新动向和进展,阐述改善风电并网后电力系统小干扰概率稳定性相关控制措施,最后对该领域的未来发展方向进行讨论,以期为大规模风电并网后对系统小干扰概率稳定性研究提供借鉴。     

非同步机电源渗透率对同步机之间功角稳定性影响的简化模型分析

研究了非同步机电源接入电网对电网中原有同步机之间功角稳定性的影响。基于经典的单机-无穷大系统模型,设计了一个考虑输电通道中接入非同步机电源的简单测试系统,提出了研究非同步机电源渗透率对同步机之间功角稳定性影响的衡量基准。建立了简单测试系统的数学模型,采用同步功率系数作为衡量小扰动功角稳定性的指标;基于等面积法则分析测试系统的大扰动稳定性,并采用故障临界清除时间作为衡量大扰动功角稳定性的指标。研究结果表明,在设计的测试系统和所提衡量基准下,非同步机电源接入对原系统中同步机之间功角稳定性有改善作用。     

考虑广域反馈信号时滞影响的附加励磁控制器

采用广域信号作为附加励磁控制信号能够有效抑制互联电网的区间振荡,但广域信号在传输和处理过程中的时滞会严重影响系统的稳定性。为此作者提出了一种考虑广域信号延时影响的阻尼互联电网低频振荡附加励磁控制器。该控制器基于电力系统降阶模型,首先考虑了广域反馈信号的时滞,将电力系统建模为时滞微分方程的形式;然后应用时滞系统稳定性理论和线性矩阵不等式(linear matrix inequality,LMI) 的处理方法将附加励磁控制器参数的设计转化为求取适当的参数使得含有时滞信号的闭环系统具有最大时滞稳定性的问题;最后应用LMI工具箱和遗传算法优化了附加励磁控制器参数。4机电力系统的动态仿真验证了文中所设计控制器的有效性。     

高渗透率风电接入对区域电网小信号稳定性的影响

风电接入对区域电网小信号稳定性的影响是清洁能源发电领域需要研究的重要问题,文中研究了提高风电渗透率的方式对系统阻尼比的影响。首先对常用的双馈风电机组七阶小信号模型进行了分析并加以改进,以此为基础对高渗透率风电并网后区域电网的小信号稳定性进行了仿真分析。仿真过程中对火电机组减出力和切机2种提高风电渗透率的方式分别进行了仿真计算,并在减出力方式下计及旋转备用容量的影响。仿真结果表明,在减少火电机组出力来提高风电渗透率的方式下,系统阻尼比并非单调变化,而在切除部分火电机组提高风电渗透率的方式下,系统阻尼比则随渗透率的提高而不断下降。     

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.     

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.     

基于发电重新调度的小干扰稳定问题研究

采用基于灵敏度分析的发电重新调度方法对电力系统的小干扰稳定问题进行分析研究。研究过程中使用小干扰稳定分析工具(small signal analysis tool,SSAT)对典型运行方式下湖北电网的低频振荡模式进行分析,并对其中的鄂恩纳吉模式进行了发电机组重新调度,验证结果显示,在没有用传统阻尼控制器的情况下,使用该方法可有效提高电力系统的小干扰稳定性。     

实用高压直流输电稳态模型及潮流算法解析

交直流混合输电系统的潮流计算是静态安全分析以及暂态稳定、电压稳定、小干扰特征值等分析计算的前提和基础。深入解析和理解电力系统广泛应用的商业计算软件中高压直流输电系统的数学模型、混合系统潮流求解算法,并掌握影响收敛性的相关因素,对提高大电网分析人员的计算效率具有重要意义。首先推导了国内广泛应用的BPA潮流计算软件中,双端高压直流输电系统的准稳态模型;解析了交直流潮流交替求解算法流程;通过对一双端高压直流输电系统的潮流解轨迹的计算和分析,揭示了交直流系统的相互影响特性;总结了决定特高压直流运行状态和交直流潮流收敛特性的影响因素。