电力系统机电暂态过程主导动态参数的在线辨识

电力系统机电暂态仿真模型参数的不准确导致了仿真结果和实际量测的明显差异，限制了其在线应用。多年来,基于现场试验测试的动态参数辨识技术有了长足发展，但离满足工程准确性的要求还有相当长的研究路程。基于对电力系统实际动态过程量测的动态参数在线辨识方法是解决问题的一个途径。该文从发展在线机电暂态过程仿真-预测及安全稳定控制的需要和特点出发，研究了基于PMU/WAMS的主导动态参数在线辨识的系统算法。研究表明，应用Volterra级数降阶和模式分类及映射技术，可依据较少的量测信息，对系统中的主导动态参数进行在线快速辨识，弥补了现有电力系统动态元件辨识算法用于在线时要求量测数据丰富和计算量大的问题，为实现电力系统的在线实时辨识-仿真预测并进而实现在线实时控制系统打下了基础。文中给出了EPRI36节点系统和某省网级系统的主导动态参数在线辨识仿真结果，验证了所提出方法的有效性。     

综合负荷模型动静负荷比例的在线辨识

综合负荷模型是现代电力系统机电暂态仿真中常用的一种负荷模型,动静负荷比例的准确性将直接影响到仿真结果的正确性。在基于PMU量测的电力系统主导动态参数在线辨识方法的基础上,针对恒阻抗和感应电动机并联组成的综合负荷模型,采用Volterra级数模型和模式识别方法研究了动静负荷比例的在线快速辨识方法,并通过离线仿真给出感应电动机模型几个重要参数在典型值周围的合理变化范围。用该方法对两组不同典型参数下某省网系统进行仿真,验证了该方法的有效性;不同故障点和故障类型的仿真结果验证了该方法具有普遍适用性,同时给出了动静负荷比例辨识的正确率与动静负荷比例分档间隔的关系。     

基于正交子空间投影的电力系统同调机群辨识

深入剖析了电力系统惯量中心坐标与子空间投影之间的关系,提出一种基于正交子空间投影(OSP)的电力系统同调机群辨识方法。首先,通过OSP获取将电力系统高维广域量测信息投影到各低维子空间的最佳投影方向向量;进一步,借助投影累积贡献率确定最佳投影方向向量数量;然后,根据所确定的最佳投影方向向量划分电力系统的主导同调机群。所提方法计算简单,易于实现,完全基于广域量测信息进行同调分群,可避免模型参数对分群结果的影响,实现同调机群的在线辨识。将该方法应用到典型两区域互联系统和南方电网中进行分析、验证,结果表明,所提方法可准确、有效地从电力系统广域量测信息中快速辨识出系统的主导同调机群。     

基于实测信号的电力系统低频振荡模态辨识

广域相量测量系统的应用为基于量测的电力系统稳定性分析提供了有力支持。基于动态量测信息准确地辨识电力系统低频振荡模态参数及振型,对提高电力系统低频振荡的实时监测与控制至关重要。结合经验模态分解与随机子空间辨识算法,基于发电机有功功率的动态量测信息,开展了电力系统低频振荡辨识与分析的研究。该方法能够在较短的时间从含噪信号内提取原系统真实准确的振荡信息,同时能够得到各振荡模式相应的振型,有效地克服Prony算法和自回归滑动平均算法受噪声、系统实际阶数的影响大,以及单一随机子空间辨识算法难以处理非线性、非平稳振荡信号的缺点。测试系统及仿真结果验证了该方法在电力系统低频振荡分析中的可行性。     

一种基于轨迹灵敏度的发电机参数抗差估计法

提出了一种基于轨迹灵敏度的发电机参数抗差估计方法,可应用于发电机参数在线辨识与仿真模型校正。首先,利用轨迹灵敏度辨识出对电力系统动态过程影响较大的主导参数集作为待估计参数集。然后,基于相量测量单元(PMU)量测数据,采用基于轨迹灵敏度的逐次逼近方法对该模型进行求解,可以快速得到最优估计结果。另外,将一种具有很强抗差能力的最大指数平方估计模型引入到参数估计中,该估计模型具有自动压缩坏数据影响的能力。新英格兰系统的算例表明,所提出的方法有效,且具有很强的抗差能力。     

电力系统模型参数辨识综述

电力系统模型参数是电力系统动、暂态计算,仿真分析的基础,其精确与否具有重要影响,研究精确的模型与参数对电力系统的分析与应用具有重要意义.本文介绍了系统辨识的基本概念,分析了目前电力系统模型参数的辨识方法,并对基于PMU和WAMS等新技术的电力系统模型参数在线,实时辨识进行了讨论.     

A／D转换器的动态非线性模型辨识

本文提出了一种辨识A/D转换器动态非线性参数模型的方法。A/D转换器的动态模型由Volterra级数描述。用高阶谱很容易辨识出Volterra核。计算机模拟证明了方法的正确性。     

电力系统动态等值的在线测辨研究（II）：辨识方法及仿真检验

动态等值的同调等值法和模式等值法大都用于离线分析,在线动态安全分析了常需要对外部系统作在线的实时动态等值。由于系统的结构,运行工况多变,一般不可能离线先作等值后再在线调用,因此,在可辨识性分析的基础上,引进全局性好,鲁棒性强的进化策略辨识方法用于电力系统动态等值的在线测辨,华中电网的实际仿真应用表明：进化策略法具有较高的精度和较少的计算量,适合于动态等值参数辨识。     

基于电网动态特性的发电机主导参数辨识方法

为提高发电机动态参数辨识的准确性,提出一种基于电网动态特性的发电机主导参数辨识方法。首先,根据实测量对发电机进行解耦,构建了包含动态参数的同步发电机的离散非线性状态空间模型,据此给出了参数核平滑算法(kernel smoothing,KS)和祖先采样粒子吉布斯算法(particle Gibbs with ancestor sampling,PGAS),并将两种算法结合得到KS-PGAS算法;然后,基于Morris筛选方法,使用灵敏度因子判别动态参数变化对输出的影响程度,并筛选出第一摆最大功率与阻尼比两个特征量相对应的主导参数;最后,使用KS-PGAS算法先对第一摆最大功率对应的主导参数修正,再利用修正后的主导参数对阻尼比对应的主导参数进行修正。仿真结果证明了所提算法的有效性和优越性。     

Prony算法在电力系统参数辨识中的应用

电力系统安全稳定计算的关键之一是建立准确的系统数学模型以及获取符合实际的系统动态参数。系统辨识技术在电力系统中有着重要的应用价值。提出了一种基于Prony算法的参数辨识方法,首先验证了其在电力系统传递函数辨识方面的有效性,再将其进行拓展,对汽轮机调节系统参数辨识进行了研究。该方法能准确辨识出系统传递函数和模型参数,计算速度快,辨识精度高,具备在线应用的潜力。仿真结果表明,该算法在电力系统参数辨识方面是有效可行的。     

中长期电压稳定准稳态时域轨迹追踪方法

提出了基于注入电流模型和节点功率平衡模型的中长期电压稳定准稳态时域轨迹追踪仿真方法,中长期电压稳定的动态过程相对暂态过程较慢,准稳态近似通过忽略暂态过程获得一系列的暂态平衡点来追踪电压变化过程。研究了处理元件极限的方法和更新雅可比矩阵的原则,比较了基于不同网络模型的2种准稳态仿真方法的优势、计算效率和适用范围。实际电力系统的仿真算例验证了上述方法的有效性和正确性,结果表明上述方法在电力系统离线和在线分析中具有很好的应用前景。     

基于轨迹灵敏度频域特征提取的电力系统仿真误差主导参数识别

电力系统动态仿真中主导参数的准确识别是进行仿真验证的前提,传统方法通过比较各参数的轨迹灵敏度时域特征大小确定主导参数.对此,提出了一种基于轨迹灵敏度频域特征提取的电力系统仿真误差主导参数识别方法.通过分析仿真误差曲线的频域特征,提取误差敏感频点;建立评估参数对轨迹灵敏度频域影响的特征指标,通过指标分析各参数轨迹灵敏度在...     

大型同步发电机进相运行动模试验设计

同步发电机进相运行已成为广泛应用的电网电压调节手段。动模试验是电力系统学科一种重要的研究方法。由于电网安全运行的重要性,现场不可能开展发电机深度进相运行试验。文章提出基于动模试验研究大型发电机深度进相特性的方法,并以某600 MW发电机组为原型机,基于相似原理设计了大型同步发电机进相运行动态模拟的发电机、主变、线路等模型机参数,搭建了发电机进相运行动模系统,开展了不同进相深度工况的发电机进相动模研究,分析了发电机进相动模结果,指出了影响发电机进相动模试验精度的电气参数模拟误差、外串阻抗无饱和现象、模拟系统容量下磁路饱和反映不真实等影响因素。通过建立的模型发电机组进相试验结果与现场实际600 MW进相试验结果的比较,验证了所设计的动模模型的正确性和有效性。     

直流微电网暂态自适应虚拟惯性控制策略及其参数可行域研究

附加虚拟电容控制能够挖掘直流微电网隐藏的惯性,从而缓解新能源渗透下直流母线电压对功率波动敏感的问题,但其无法满足系统在动态调节过程中灵活的惯性需求。为了向直流微电网提供灵活惯性支撑能力,通过在源侧换流器控制中耦合电压参数与惯性参数改变系统电量积累进程,提出一种能够实时响应微电网运行工况变化并投入可变虚拟电容的暂态自适应虚拟惯性控制策略。借助系统小信号模型和根轨迹分析,揭示惯性参数变化对系统稳定性的影响。在此基础上,采用控制理论配置极点的方法为参数选取提供有效约束,实现控制参数的优化设计。搭建五端直流微电网仿真系统,验证暂态自适应虚拟惯性控制提供的动态虚拟电容灵活的暂态自适应能力。     

A design method of nonlinear optimal predictive controller for thyristor controlled series compensation

In this paper, a design method of thyristor controlled series compensation (TCSC) controller with closed-form analytic solution control law is presented so as to improve transient stability and dynamic performance of power systems, on the basis of nonlinear optimal predictive control theory. The control scheme is robust and considers uncertainty of power systems. The stability of the closed-loop system is guaranteed by the control law which does not require on-line optimization and the huge calculation burden is avoided, besides, all input variables can be obtained locally. The simulation results demonstrate that the controller may improve transient stability and dynamic performance of power systems significantly.     

Dynamic single machine equivalent techniques for on-line transient stability assessment

According to the post-fault trajectory duration characteristics, power system disturbances, which may cause transient stability problems, are classified into three types: short, long and extremely long duration ones. An improved method using dynamic single machine equivalent system (SMES) model for on-line first swing critical clearing time (CCT) estimation for both short and long duration disturbances on multi-machine power systems is developed in this paper. This dynamic SMES model substitutes for a large power system to provide fast, on-line transient stability assessment (TSA). Techniques such as assessment of energy margin, identification of a group of machines called the ‘dominant critical machines’ and an interpolation formula for CCT evaluation are proposed in this method to achieve high speed and accuracy in TSA. Test results on real size power systems are reported to show that the method is reliable for CCT assessment of both short and long post-fault duration disturbances.     

基于WAMS的输电线路参数在线辨识的研究

基于同步相量技术的广城测量系统的出现,电力系统动态数据的获取已变得方便快捷,从而为电力系统的参数辨识提供了条件.研究了输电线路参数辨识的问题,将WAMS数据和人工智能算法相结合应用在输电线路参数辨识中,阐述了辨识的具体方法和过程.仿真实验验证了该方案的正确性和有效性.     

计及感应电动机负荷的静态电压稳定性分析

该文建立计及感应电动机机电暂态过程的单负荷无穷大系统的小干扰电压稳定分析数学模型，分析了感应电动机负荷参数变化对小干扰电压稳定性的影响。以简单系统为例，说明了基于潮流模型的静态电压稳定指标的共同物理本质，文中通过不同感应电动机负荷参数的小干扰稳定分析和时域仿真，对基于潮流模型的静态电压稳定指标进行了准确性分析。分析结果表明：以前基于潮流模型的静态电压稳定指标忽略了电力系统的动态负荷因素，其指标认为是电压稳定的系统却可能发生电压失稳，因此，基于潮流模型的静态电压稳定指标是不准确的。该文提出的小干扰电压稳定分析数学模型是电压稳定的一种简化分析，在实时等值系统的基础上具有在线应用的前景。