基于电压稳定裕度的低压减载方案研究及其工程实践

首先对电压稳定仿真方法进行了介绍和分析,进而对低压减载方案和策略进行了对比。针对当前工程实际情况,提出了一种基于电压稳定裕度的低压减载方案,并对其工程实践进行了简单的阐述。     

基于相量测量的电压稳定裕度在线评估

超高压、大容量、远距离电能的传输和电力市场化等因素使电压稳定问题成为严重威胁电力系统安全稳定的主要隐患之一,研究一种快速、可靠的电压稳定裕度在线评估方法是十分必要的。提出了一种基于相量测量装置的电压稳定裕度在线评估策略,该方法根据电力系统在重负荷情况下网损增长率特性确定电压稳定裕度评估指标,利用相量测量装置提供的节点相量信息可以快速实现电压稳定裕度的在线评估。IEEE 39节点算例仿真验证了该方法的正确性和有效性。在相量测量装置不断推广的情况下,该方法对实现电压稳定的在线监控具有一定的现实意义。     

基于同步相量测量的电压稳定指标

针对输电网提出了一种基于同步相量测量信息的电压稳定指标。电力系统可以分解成许多电能传输路径,以传输路径首节点电压与末节点电压在首节点电压上的投影之差与首节点电压的比值作为计算电压稳定与否的指标。该指标根据最弱电能传输路径利用局部电压相量测量信息直接计算得出,避免了复杂的潮流计算。局部电压相量测量数据由相量测量单元PMU提供。基于一种快速有效的PMU配置方法,利用直接测量或间接计算的数据作为此稳定指标计算所需要的电压相量信息。运用图论的基本思想寻找电能最弱传输路径。通过计算电能最弱传输路径的电压稳定指标和系统无功储备情况判断系统电压稳定度,当系统接近不稳定状态时,最弱传输路径的电压稳定指标值趋向于临界值0.5。在IEEE5节点和IEEE30节点系统上的仿真表明了该指标预测系统电压崩溃的有效性和正确性。     

提高电压稳定裕度评价效率的模型研究

电压稳定裕度评价是电力系统静态电压稳定性评价体系中最重要的评价指标之一。为解决传统评价方法运算速度慢、工程实用性差的缺陷,引入相量测量单元(PMU)作为同步实时数据源。利用最优滤波理论对数据进行预处理,构建具有滤波能力的改进人工神经网络评价模型,在保证计算精度的基础上,极大提高了计算方法的运算速度和工程实用性,并基于IEEE-39节点模型进行了仿真计算,结果验证了该方法的有效性。     

基于同步相量测量的电压稳定评估算法

提出一种基于同步相量测量的电压稳定评估算法。算法中只需要利用局部同步相量测量，即被监测负荷节点的同步电压相量，及由与其相连接的同步电压相量所得到的等价电压相量，建立一等价两节点系统。最后，以被监测负荷节点的同步电压相量在等价电压相量的投影与等价电压相量幅值的一半之差，作为计算电压稳定与否的指标。将这个算法应用于一个5节点系统中，仿真结果验证了算法的正确性及合理性。     

暂态电压稳定裕度计算方法综述

随着区域电网互联、新能源并网,电网规模不断扩大,暂态电压稳定问题日益突出。近年对于暂态电压稳定性评估问题,已取得了一定的进展,但对暂态电压稳定性的量化研究仍有欠缺。综述了现有关于暂态电压稳定量化评估的主流方法——临界故障切除时间计算法、负荷稳定指标计算法和二元表法。对比后总结了三种方法的主要特点、适用性和区分度,以期为运行调度人员直观了解电网的电压稳定程度、进行调度决策,提供足够的信息,为相关问题的研究人员提供有益借鉴。     

基于免疫算法的电压稳定裕度计算

提出一种求解电压稳定裕度的新算法——免疫算法。该算法模仿人体的免疫系统,将搜索空间的解作为抗体,依据抗原与抗体的亲和性以及抗体之间的亲和性对解进行评价和选择,由于具有多样性记忆单元的存在,有效地克服了确定性算法中解易陷入局部极值的缺点,能快速搜索到全局最优解,并求得电压稳定裕度的最大值。应用该算法对IEEE14节点和IEEE57节点系统进行仿真计算,获得了较原-对偶内点算法至少增加10%的稳定裕度。     

电力系统静态电压稳定极限及裕度计算综述

介绍几种静态电压稳定极限指标,如负荷裕度、雅可比矩阵奇异值、灵敏度指标、阻抗模等;对静态电压稳定极限及裕度的计算方法,包括奇异值分解法、灵敏度法、连续潮流法、直接法、非线性规划法等进行详细的总结和评述,指出它们各自优缺点;重点介绍计算一种N-1故障情况下电压稳定极限及其裕度的新方法,计算速度快,该方法具有很强的实用价值;最后介绍提高电压稳定的一些应对措施。通过全文可对目前静态电压稳定极限及裕度计算方法有一个全面了解和充分认识。     

基于负荷裕度灵敏度的电压稳定控制方法

提出应用系统控制参数与系统负荷裕度之间的灵敏度关系，对电力系统电压稳定进行控制的方法。首先建立了系统控制参数与系统负荷裕度之间灵敏度的数学模型，在此基础上对系统的各种控制参数的灵敏度值进行计算和排序，最后给出了预防电压失稳的控制方法。仿真结果证实了本方法计算控制参数灵敏度值排序的快速性、准确性以及控制的有效性。     

基于同步相量测量的电力系统等值及电压稳定评估

提出了一种基于同步相量测量的电力系统等值方法。该方法只需利用同步相量测量,即被监测负荷节点同步电压相量和电流相量,将系统等值成两节点系统。在此基础上以负荷阻抗模与系统等值阻抗模的差值和负荷阻抗模相比,作为判断电压稳定与否的指标,并且推导了在负荷模型为阻抗模型和功率模型时,该指标的正确性。采用EPRI-36节点系统进行仿真,验证了方法的正确性及合理性。     

基于动态负荷特性指标化的集中式低压减载方案

针对考虑负荷模型的最优减载问题,在戴维南等值电路的基础上指出传统依据静态负荷指标考虑低压减载问题可能导致分析不准确的原因.推导了基于本地量测信息的动态电压稳定裕度指标,该指标考虑节点负荷特性,能够通过本地量测量信息实时得出,不用进行复杂的节点戴维南等值,在电压变化的关键区域能够近似线性地反映出该点的负荷裕度,从而降低优...     

基于PMU的电压稳定动态线性化指标优化切负荷算法

紧急状况下,优化包含动态负荷的系统切负荷量,以保证系统电压快速恢复正常状态是系统安全的关键。利用PMU测量信息推导了电压稳定动态线性化指标的灵敏度,将其作为实施切负荷的作用因子。建立了以切负荷量最小为目标函数和电压指标偏差量为约束条件的切负荷优化模型。首次实现了分区多步切负荷的算法,在实时计算得到的动态电压稳定指标超标基础上,利用所提出的优化模型实施多步动态优化切负荷,并实时修正作用因子的灵敏度,克服了传统一步欠切或过切的缺点。用IEEE14节点测试系统和国内实际电网算例证实了该方法的可行性和有效性。     

基于负荷裕度的在线电压稳定指标

提出了一种基于PMU同步测量数据的负荷节点有功极限和无功极限快速计算方法,在此基础上分别给出电压崩渍的有功裕度指标和无功裕度指标.该方法基于系统的当前运行点,采用π型电路模型对复杂网络进行在线参数辨识,在此基础上推导了负荷的有功裕度和无功裕度的快速计算方法,然后采用基于节点功率的电压稳定指标进行电压稳定判别.该方法能明确区分是由于有功过载还是无功缺乏所引起的电压失稳,并且具有良好的单调性和线性,能够为电压稳定的在线控制提供准确的参考依据.在IEEE 118节点系统中的仿真证明了该方法的有效性.     

基于PMU量测信息的电压稳定在线评估指标

为实现对电压稳定的实时在线监测,亟需研究具有良好精确度、线性度和计算快速性的电压稳定在线评估指标,为此提出一种新的基于支路电压方程可行解域的静态电压稳定Lu指标。该指标可由PMU的局部量测信息快速计算获得。进而,为了消除冗余量测信息对指标精确度的影响,提出了仅利用PMU电压量测信息的Lu改进指标Lu.pro。最后,通过仿真算例验证了Lu及Lu.pro指标具有很好的准确性和线性度,并进一步验证了Lu.pro指标在三相不对称情况下的适用性和有效性。结果表明,Lu指标以及改进的Lu.pro指标能够反映系统中电压稳定的薄弱节点及区域,适用于电压稳定的在线监测与评估。     

Adaptive under-voltage load shedding scheme using model predictive control

Recent system wide disturbances have demonstrated the need for automatic system protection schemes to prevent such cascading disturbances. In this paper, an adaptive under-voltage load shedding scheme using model predictive control is proposed to protect power system against voltage instability. The proposed scheme calculates the criticality of the system based on the measurements of voltage magnitudes and reactive power generations and then in case of voltage instability a model predictive based step-sized load shedding scheme will be triggered. The speed and amount of load shedding steps are adapted to the severity of contingency in the affected region. By devising the grid into the separate regions the proposed scheme acts as a distributed controller without having a central dispatching center. The performance of the proposed model predictive based scheme is verified over a 10-bus dynamic test case. The proposed model predictive control will be solved using sequential quadratic programming technique.     

A new under‐voltage load shedding scheme for islanded distribution system based on voltage stability indices

Under‐voltage load shedding (UVLS) is an important technique to maintain the voltage stability and frequency of a power system network. UVLS has been applied widely in transmission systems to avoid system blackouts. However, with increasing penetration of distributed generation such as photovoltaic (PV) systems, the application of UVLS becomes important for islanded distribution systems. Under this condition, the network does not have a frequency reference as when it is connected to the grid. In this condition, when the load demand exceeds the PV capacity, UVLS is the only option to stabilize the system by shedding the load based on the changes of the voltage magnitude. In this work, a new UVLS scheme based on voltage stability indices is proposed. Four voltage stability indices are used as indicators for load shedding. Based on the stability indices, the loads that have the highest tendency of voltage collapse shall be the first ones to be shed. The proposed scheme is tested on a practical distribution network energized by a grid, a mini hydro generator, and a PV system. The test results on various scenarios prove that the proposed method is able to restore the system stability. © 2017 Institute of Electrical Engineers of Japan. Published by John Wiley & Sons, Inc.     

基于估测惯量计算的低频减载方法

新能源发电接入系统的控制方式的不同会给系统的惯量带来不同的影响,研究了基于估测惯量系统功率缺额实时计算方法。首先分析了现有低频减载装置计算系统功率缺额算法的不足。针对这些不足,研究了电压偏移对系统有功缺额的影响,并给出了量化算法;根据扰动后负荷的响应信息,提出了实时辨识系统惯量的方法,由此得到基于估测惯量的系统功率缺额实时计算方法,进而得到最优的自适应切负荷方案。在IEEE 39节点系统下进行孤岛系统的仿真,验证了研究得出的电压偏移对系统有功缺额的影响,以及系统惯量的实时辨识、系统功率缺额实时计算的准确性和有效性。与传统的分轮次动作的低频减载方案相比,所提方案的负荷减载量以及动态频率偏移相对更小,频率恢复稳定能力更强。     

暂态稳定分析中低压切负荷对仿真结果的影响

负荷模型对电力系统仿真的结果有重要影响,随着系统中电压敏感负荷的增多,短暂低电压发生时负荷的切除对系统仿真结果的影响不可忽略。东北某变电站记录的大扰动实验时的实测数据表明,系统在低电压发生时存在负荷切除现象。10机39节点系统的仿真说明,切负荷现象对系统仿真结果影响巨大。在分析实测数据和原来综合负荷模型的基础上,通过增加有关低压切负荷因子,成功地模拟了电力系统在低压暂态过程中的掉负荷现象,所提出的新模型为研究电网大电压扰动下的动态稳定提供了借鉴。     

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。