考虑二重预想事故的在线电压稳定预防控制

提出了一种基于原对偶内点算法的安全约束最优潮流的数学模型,以控制代价最小化为目标,不仅考虑了正常状态下的安全约束,还同时考虑到了预想事故后的安全约束以及电压稳定裕度的约束。在线电压稳定评估系统中,同时考虑单重预想事故及其引发的继发性二重预想事故,分别进行筛选和排序,综合形成预想事故集。根据预想事故集,基于上述模型依次对其中每一预想事故进行预防控制,构建在线电压稳定预防控制模块,当系统处于不安全状态时,能够及时提供合理的预防控制策略,保证系统安全运行。以IEEE 118节点测试系统为算例,验证了所提出模型的正确性。     

基于综合灵敏度分析的电压校正控制

以负荷节点短路容量的电压稳定性分析为基础,提出一种基于综合灵敏度分析的快速电压校正控制算法,以提高电力系统在经历扰动后的电压水平和电压稳定裕度.首先通过负荷节点的电压和短路电流灵敏度分析,得到反映对负荷节点电压和稳定裕度调节能力的综合灵敏度.再通过对综合灵敏度的排序,得到控制变量的优先级,并选择综合灵敏度大的形成控制变...     

电压失稳预防校正控制初探

国内外重大停电事故的发生进一步显示了研究电压稳定问题的重要性,其主要研究目的之一是探求预防电压失稳的控制策略。首先介绍了预防电压失稳的常用控制措施及其功能特点,然后提出在工程应用中预防电压失稳的控制方案,最后利用VSAT仿真工具对BCH(B.C.Hydro)系统进行了电压稳定仿真分析。仿真结果进一步验证了研究电压失稳的预防校正控制措施是一项具有重要意义的工作。     

基于动态安全域的电力系统暂态稳定预防控制、紧急控制及其协调

针对预防控制和紧急控制之间的互补性特点,建立了预防控制和紧急控制协调控制优化问题的数学模型,并在基于扩展等面积准则的动态安全域的基础上,提出了预防控制措施和紧急控制措施搜索算法以及协调控制的优化策略.在进行预防控制措施搜索时,利用适应度函数解决了失稳模式冲突所带来的初始可行解难以求解的问题,全面反映了不同故障不同失稳模式的动态安全域交集的分布.提出的紧急控制措施搜索算法根据切机搜索过程中失稳模式的改变情况来改变最优切机点,避免了切机负效应的影响.最后在8机32节点的系统上进行的算例验证了所提方法的正确性.     

基于灵敏度分析和时域仿真的暂态稳定预防控制优化方法

根据临界切除时间灵敏度将暂态稳定约束条件线性化,简化了考虑暂态稳定约束的最优潮流(TSCOPF)问题的求解过程,为暂态稳定预防控制优化问题提供了一种新的解决方案。针对大系统临界切除时间灵敏度计算费时的实际问题,采用线路有功功率灵敏度筛选待调发电机的方法和并行计算技术以提高计算效率。WSCC 9节点系统标准算例和SGCC 9 177节点电网算例的仿真结果表明,所提方法具备良好的优化效果和工程实用性。     

福建电网在线电压稳定监视和控制系统

介绍了福建电网在线电压稳定监视与控制(VSMC)系统的主要功能和技术特点.在一个能量管理系统(EMS)扫描周期内,VSMC系统计算了当前运行态和一个预想故障集下沿一组不同负荷增长方向上的负荷裕度.一旦发现存在失稳故障或严重故障,自动启动预防控制(VSC)模块产生预防控制策略和一组新的监控母线电压下限值输出给自动电压控制(AVC)系统.VSC模块采用基于灵敏度分析与逐次线性规划技术的控制算法得到优化控制解,实现了电压稳定控制与静态安全校正控制之间的协调.该系统的突出特点是通过VSMC系统与AVC系统的接口,部分实现了在线电压稳定的闭环预防控制.福建电网VSMc系统的运行表明,它可以有效地帮助运行人员实时监视和自动采取措施来提高电压稳定裕度.     

Dynamic preventive control for power system using transient stability assessment based on pattern recognition

To maintain power system security, the authors are developing an integrated security monitoring and control (ISMAC) system which consists of the three main functions: security monitoring, preventive control and emergency control. This paper focuses on the dynamic preventive control which deals with the transient stability immediately after the contingency has occurred. The proposed method is based on the transient stability assessment using the pattern recognition with two-dimensional feature space. Therefore, a preventive control strategy can be obtained rapidly. An index which represents the severity of the contingency quantitatively (security index) is defined by the distance from a linear decision surface which divides a feature plane into a stable and an unstable region. Further, this method has also the advantage that it is possible to consider the effect of the control devices or damping to some extent and specify the operator demand for stabilization flexibly. The effectiveness of the proposed method is ascertained through numerical examples for model power systems.     

应用MPC和轨迹灵敏度技术实现最优协调电压控制

基于模型预测控制的基本思想,设计了一种紧急电压控制器,协调各种不同类型和性质的控制手段来维持系统的长期电压稳定性。在预测控制模型的目标函数中,考虑了控制实施代价和负荷节点电压偏差;其等式约束条件为连续—离散时间微分—代数方程组。采用混合动力系统的轨迹灵敏度技术先将该模型线性化得到一个二次规划问题,并采用Matlab中的二次规划函数来求解。在IEEE 50机145节点系统上的仿真结果表明,所提方法具有数值稳定性好和计算速度快的优点。     

综合考虑负荷增长和多预想故障的静态电压失稳预防控制策略

提出的综合的静态电压失稳预防控制策略以最小控制代价为目标,综合考虑了负荷增长方式和多预想故障条件下的静态电压稳定裕度约束对系统静态电压稳定性的影响。该策略分2步进行:首先考虑负荷增长的影响,若系统在未来运行点不满足静稳指标,则找出系统的薄弱区域和负荷最安全变化方向,在此方向进行合理的无功补偿;其次考虑多预想故障条件下系统的静态电压稳定裕度约束,并引入关键故障集的概念求解计算优化策略,施加控制措施后再进行扫描确定新的关键故障集,循环直至对所有故障都满足裕度要求。IEEE-39节点算例证明了该综合预防控制策略的有效性。     

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。     

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。     

计及系统连锁故障风险的电网预防控制

电网连锁故障控制策略一般根据选定的运行条件和故障状态,采用确定性的安全校验方法进行预防控制,忽略了系统中存在的不确定因素,并且人为选定的故障方式难以完全反映系统动态特性。考虑初始故障、继电保护动作等不确定因素的影响,计及故障后元件运行状态变化对后续故障的影响,进行连锁故障的预防控制。建立了基于贝叶斯网络的连锁反应故障概率分析模型,对故障进行筛选和识别。根据系统故障发展过程中连锁故障搜索和分析情况,提出以连锁故障风险最小为目标的预防控制方法。针对IEEE30节点系统的故障演化路径求取预防控制措施,仿真结果表明控制策略能有效降低系统发生连锁反应故障的风险,预防连锁故障的发生。     

综合动态安全与静态电压稳定的协调预防控制

考虑不同稳定问题的预防控制措施通过控制中心的调度计划施行,共用一个控制通道,它们之间需要进行协调。首先提出了考虑综合安全约束的最优潮流(CSC-OPF)模型来描述协调预防控制问题,给出了该模型的2种应用模式:对当前运行点的最低成本协调预防控制和以提高极限传输功率为目标的最低成本控制。通过将综合安全约束解耦为运行可行性子约束、静态电压稳定子约束和动态安全子约束,将CSC-OPF模型转化为一个线性优化模型并采用连续线性规划方法来求解。通过新英格兰10机39节点系统算例验证了该方法的有效性。     

Assessment of transient voltage stability based on critical operating time of emergency control using neural networks

Since unstable phenomena that load bus voltages collapse rapidly after a large disturbance occurred in a bulk power system, it is becoming necessary to develop a fast and precise evaluation method of what is called transient voltage stability. Although many indices have so far been proposed for static voltage stability assessment, there are few evaluation methods, digital simulation analysis for example, for the transient voltage stability assessment that deals with the dynamic characteristics of generators, loads, etc. This paper presents the transient voltage stability evaluation system that consists of two artificial neural networks (NNs). The first NN judges whether the system is stable or not under a given operating condition, load composition and fault location from the viewpoint of the transient voltage stability. If it is judged to be unstable, the second NN estimates critical operating time of emergency control action as a severity index of the transient voltage instability. Here, closing of a bus tie that is switched off in the normal state is adopted as the emergency control for voltage stabilization. Numerical examples for a 26-bus model system are shown in order to check the effectiveness of the proposed evaluation system.     

基于局部电压稳定指标的裕度灵敏度分析及应用

提出一种基于局部电压稳定指标的裕度灵敏度分析新方法。以局部电压稳定指标为基础推导出负荷节点电压稳定裕度,该裕度具有确定的上、下界,且不受负荷增长方式影响;利用负荷节点电压稳定裕度有效识别了系统电压弱节点和弱节点集合;定义局部电压稳定指标的裕度灵敏度,确定与弱节点集合强相关的负荷节点,分析弱节点集合邻域节点无功波动对弱节点集合电压影响程度;最后将所提方法应用于系统无功补偿装置配置中,典型系统的仿真结果证明了所提方法的可行性和有效性。     

TCSC-STATCOM控制对风电并网系统电压稳定性的改善

针对风电并网系统中存在电压稳定性问题,提出一种可控串联补偿装置和静止同步补偿器联合控制的方法。该方法应用于风电并网系统中,采用静止同步补偿器双闭环反馈控制和可控串联补偿装置相结合的方法来保证系统在运行过程中有足够的无功功率来维持其正常工作。同时在Matlab/Simulink仿真软件中建立相应的仿真模型。通过对在不同工况下运行的算例波形进行研究分析,结果表明TCSC和STATCOM联合控制能有效快速恢复故障后风电并网处电压,提高电压的稳定性及风电场的故障穿越能力。且比TCSC或STATCOM单独控制所取得的效果更好。     

基于卷积神经网络的电力系统暂态稳定预防控制方法

为了更好地实现电力系统暂态稳定预防控制,提出了基于卷积神经网络(Convolutional Neural Network, CNN)的电力系统暂态稳定预防控制方法。通过CNN模型输出变量灵敏度选择控制发电机并确定控制量,然后采用CNN和时域仿真相结合的暂态稳定评估方法进行控制方案校核,得到使系统在预想故障下稳定的控制方案。采用某省级电网算例进行预防控制效果验证。结果表明,采用所提出的预防控制方法,可以找到使系统恢复稳定的预防控制策略。     

UIPC与STATCOM联合改善风电并网系统电压稳定性

针对风电并网可能产生的电压不稳定问题,充分结合FACTS技术的优势,提出一种将统一相间功率控制器(UIPC)和静止同步补偿器(STATCOM)联合应用于风电并网系统中的方法,以改善风电并网系统的暂态电压稳定性。该方法是在风电场与电网的连接线上串联统一相间功率控制器(UIPC),将静止同步补偿器(STATCOM)并联在风电场的母线上。利用UIPC调节风电场与电网之间的功率流动,并在系统发生短路故障时限制短路电流,以此降低故障发生时母线电压跌落的程度;同时使用STATCOM进行无功补偿,使电压得到及时地恢复。通过建立相应的仿真模型,利用UIPC和STATCOM对风电并网系统电压稳定性进行联合控制,结果表明该方法应用在风电并网系统中可以使系统暂态电压稳定性得到极大的加强。     

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。     

电力系统暂态稳定预防控制算法综述

较为全面地综述了国内外关于电力系统暂态稳定预防控制的研究状况。首先通过对预防控制数学模型的分析,给出了预防控制算法在数学表达上的控制过程,并将预防控制算法分为三类,对约束转化技术,最优控制理论,灵敏度技术,单机无穷等效,非线性规划,智能优化等技术在预防控制中的应用做了一定的归纳,对不同算法在常用算例的优化结果做了总结比较。在评述各种算法基础上,对一些算法中存在的问题如初值变分、准确性、迭代次数等进行讨论,并指出了改进预防控制算法的研究方向。