基于可信性理论的含风电电力系统电压稳定概率评估

由于风速变化对大规模风电并网后的电力系统电压稳定造成影响,提出了对风速进行模糊模拟的可信性静态电压稳定分析方法。该方法不仅能够计算出含有不确定因素时系统降阶雅可比矩阵对角元素的期望值和均方差,而且建立了基于可信性意义下的静态电压稳定指标。该方法避免了不确定参数分布函数类型的假设和参数统计对分析结果的影响,仅需根据不确定参数的实际变化范围和描述不确定参数的隶属度函数类型确定计算结果。最后,与采用两点估计法和蒙特卡洛仿真法后的计算结果进行对比,证明了所提方法在计算精度和计算量方面的优越性。     

考虑并网风电随机波动的电力系统小干扰概率稳定性分析

提出了一种在考虑并网风电随机波动时,进行电力系统小干扰概率稳定性计算的分析方法.根据并网风电随机波动的概率分布函数,计算其概率特征参数(阶距和半不变量),并据此计算电力系统关键特征值实部随机波动的概率特征参数(半不变量和中心距),按Gram-Charlier级数展开计算关键特征根实部随机变化量的概率分布函数,从而确定电力系统小干扰概率稳定性.该分析计算方法可以一次性确定并网风电影响下的电力系统小干扰概率稳定性.     

微电网小干扰稳定概率分析

微电网是智能电网的重要组成部分,在对微电网进行小干扰稳定性研究时存在一些不确定因素,如某些分布式电源由于自然环境等影响出力变化,当地负荷的随机波动,线路参数变化等,因而在确定性的系统运行方式和运行参数下得到的小干扰稳定结果无法准确地反映实际的微电网小干扰稳定性。采用基于点估计的微电网小干扰稳定的概率分析方法来分析微电网在不确定因素下的小干扰稳定性,通过蒙特卡罗仿真的结果验证了该方法计算结果的准确性和计算量少的优点。确定性微电网小干扰分析方法仅能判断在某一特定运行工况下系统是否稳定,而基于点估计法的微电网小干扰稳定概率分析方法可以确定系统特征值的分布范围以判断失稳风险。若在某些运行工况下特征值实部为正值即系统不稳定或阻尼较弱时,则计算状态变量的模式参与因子,通过调整与失稳模式强相关的发电机组出力或控制器参数使在计及不确定因素时仍能保证微电网小干扰稳定性。通过一个含有风电场、燃料电池及同步发电机的微电网算例验证了基于点估计的微电网小干扰稳定概率分析方法的有效性。     

不确定性电力系统鲁棒自适应励磁控制

为降低电力系统不确定参数和外部干扰在建模和控制设计中对系统品质的影响,利用Backstepping方法,递归构造闭环系统耗散不等式的能量存储函数,进而得到具有干扰抑制的反馈控制.推证了存储函数又是Lyapunov函数,保证闭环系统渐进稳定.设计过程用估计值代替不确定参数,故系统对不确定参数具有适应能力.仿真结果表明,该...     

基于小扰动稳定域的电力系统概率安全分析

电力系统在运行过程中存在大量不确定性,对系统稳定运行会产生不利影响,因此可以考虑不确定因素的概率安全分析方法较传统的确定型安全分析方法更有意义。该文在电力系统小扰动稳定域研究成果的基础上,给出了一种可有效考虑功率注入等随机因素的小扰动稳定性概率安全分析方法。借助3机9节点系统对所给方法进行了示例和验证,同时深入讨论了负荷水平变动、运行点改变以及量测延时等因素对系统小扰动稳定性概率安全指标计算结果的影响。     

风电接入对电力系统小干扰稳定影响分析方法

随着风电大规模应用,分析风电场接入对电力系统小干扰稳定性的影响日益重要.本文从风电场实际接入位置入手,提出一种含风电场的电力系统小干扰稳定性分析方法.基于风电场等效导纳模型实现系统节点导纳矩阵的收缩处理,将风电场输出功率特性转化为对各同步机电磁功率的影响,进而将风电场的影响反映到系统状态方程中,再依据特征根分析法实现风电场接入对系统小干扰稳定性影响的量化分析.该方法无需列写双馈风机的状态方程,一定程度上降低了计算复杂度.针对风电场不同出力时系统小干扰稳定性进行了仿真对比,验证了所提方法的有效性.     

逆变站稳定性影响分析及控制参数优化整定

VSC-HVDC(Voltage Source Converter-High Voltage Direct Current)系统的稳定性分析方法是评价系统能否安全稳定运行的关键技术。柔性直流输电系统逆变站的控制参数对系统的控制器设计和稳定性分析都具有重要作用。通过建立VSC-HVDC单端系统小信号等效模型,分析逆变站的控制参数对系统小干扰稳定性的影响。利用PSCAD/EMTDC搭建VSC系统的仿真模型进行仿真验证,仿真结果验证了小信号模型的正确性,并根据逆变站稳定性分析提出了一套参数整定方法。     

电力系统暂态稳定性概率评估方法的研究

传统的暂态稳定性分析方法难以反映电力系统故障的随机特性.暂态稳定评估的概率方法是对传统方法的重要补充,但其计算量较大.文章通过分析故障切除时间的统计特性和不同类型故障的严重程度提出了基于归一化暂态能量函数的暂态稳定性概率评估策略.该策略只需对系统中的一'小部分严重故障进行暂态稳定性计算,因而能够极大地提高暂态稳定概率分析的效率.文章通过新英格兰10机39节点典型系统的算例说明了该评估策略的有效性和实用性.     

采用周期轨Poincaré映射的非线性电力电子系统小干扰稳定性分析

拓扑结构切换、占空比控制方法和非线性元件均可使电力电子系统具有非线性特性,因此其小干扰稳定问题属于微分方程周期轨的稳定问题。由于状态空间平均法误差较大、难以预测分叉,而数值仿真法物理概念不清晰,因此,提出了基于梯形积分法的非线性电力电子系统周期轨稳定性分析方法。利用梯形积分法描述系统占空比方程和每阶段的非线性状态方程,由隐函数求导法和链式求导法计算周期轨Poincaré映射的雅可比(Jacobian)矩阵,提出了系统稳定裕度指标,建立了基于周期轨Poincaré映射的非线性电力电子系统小干扰稳定性分析方法。该方法能够克服小干扰稳定传统分析方法的困难,揭示非线性电力电子系统失稳的动力系统机制。仿真分析验证了算法的有效性。     

H桥级联型SSSC的动态模型及小干扰稳定性分析

基于模块化建模的方法,考虑实际电路结构,建立了含H桥级联型静止同步串联补偿器(SSSC)的系统小信号模型。结合实际工程参数,通过对比小信号模型计算结果与PSCAD/EMTDC电磁仿真结果,验证了小信号模型的准确性。然后采用特征值分析法分析了该系统的振荡模态,并研究了控制器参数对系统小干扰稳定性的影响。研究结果表明随着解耦控制器以及均压控制器参数的增大,系统稳定性均增强。最后通过时域仿真算例验证了特征值分析结论的准确性。     

基于点估计的电力系统小扰动稳定概率分析

针对电力系统中线路参数和负荷等存在的不确定因素,提出一种基于两点估计的电力系统小扰动稳定的概率分析方法。该方法将两点估计法和概率特征根分析技术相结合,计算出系统稳定概率、稳定指标、失稳类型及相应的参与因子等。相对于广泛使用的蒙特卡罗法,该方法能通过较少的计算准确得到所需要的统计特征量。一个两区域系统的仿真算例验证了所提出的方法的有效性。文中所提出的方法也适用于其他考虑不确定因素的电力系统分析。     

基于可信性理论的模糊潮流方法

目前的模糊潮流算法基于模糊集理论,但需要严格的数学理论基础和测试标准.可信性理论是研究模糊现象的数学分支,它建立了与概率论相对应的模糊论公理化体系.基于可信性理论提出一种通用模糊潮流算法,该算法不仅能够给出潮流结果的可能性分布及其期望值和方差等数字指标,而且能够统计设备越限期望值和系统风险值.一方面,该方法使得模糊潮流的计算结果能进行直观的分析比较,提高了实用性;另一方面,该方法具有严格的数学基础,所以可以成为模糊潮流的测试标准.以6节点系统和某实际地区电网的算例表明了所提出的方法的合理性和有效性.     

基于测试信号的直流小信号调制器参数整定

提出一种基于测试信号的直流小信号调制器参数整定方法。首先用测试信号法分析交直流系统的低频振荡特性；然后在直流系统整流侧定电流调节器电流参考环节对测试信号进行频率扫描，激发并联交流联络线有功功率振荡，通过时域仿真和频域分析，辨识开环传递函数；最后基于经典控制理论的根轨迹法整定直流小信号调制器参数。理论分析和算例仿真结果均表明所提出的方法能够方便、有效地应用于直流小信号调制器参数整定,并能应用于实际交直流大系统。而且，该方法易于用一般的机电暂态仿真软件实现，并可用于FACTS小信号调制器参数整定。     

小干扰稳定约束下电网可用输电能力研究

小干扰稳定成为限制电力传输容量的重要因素之一,为计算小干扰稳定约束下的电力可传输容量,利用粒子群算法,构造了优化模型,借助小干扰稳定指标来衡量系统小干扰稳定性。调节参与因子较大的发电机出力,在改变少数关键发电机出力的情况下,既改善系统小干扰稳定性,又能使可用输电能力达到最大。新英格兰39节点系统证明了该方法的正确性和有效性。     

基于dq统一频率变换的电力系统宽频带仿真与分析

随着高比例新能源电力系统的电力电子化特征凸显,电力系统宽频带仿真面临挑战.首先介绍了基于dq统一频率变换建模的基本理论,分析了基于dq统一频率变换建模与准静态相量建模的异同点.而后基于该基本理论,建立了同步发电机、双馈风力发电机和电力网络的多尺度仿真模型.进一步针对系统仿真和分析中的电网高维问题,提出了系统网络简化方法,降低模型阶数.最后采用IEEE 3机9节点算例,验证了所提仿真模型的准确性.仿真结果表明所提建模方法能够准确计算振荡模式下的宽频带仿真模型,弥补了电磁暂态模型无法计算小干扰稳定模式的不足,同时具备快速宽频带仿真能力,其准确性与电磁暂态模型一致,适用于大规模电力系统仿真与分析.     

负荷模型不确定性对多机系统小扰动稳定的影响分析

由于负荷模型是大量实际负荷元件的聚合,具有不确定性,因此研究负荷模型的不确定性对系统小扰动稳定的影响具有重要意义。基于综合负荷模型的状态空间描述,建立了系统状态方程和代数方程对状态变量和代数变量的偏导数矩阵的负荷子块的解析式,据此分析综合负荷模型对系统状态矩阵的影响。用所提出的灵敏度因子的定义分析其对系统特征根分布的影响,获得了一种分析负荷模型的不确定性对多机系统特征值分布影响的方法。该方法很好地解决了负荷模型参数在其不确定性范围内变化时如何影响多机系统的振荡模式这一问题。通过两区域四机系统的计算分析说明了所提出方法的有效性。     

可用输电能力评估的序贯蒙特卡罗仿真法

电力市场环境下,频繁的电能交易使系统运行的不确定性急剧增加。为保证系统的安全、可靠和经济运行,必须合理考虑不确定性因素的影响后,再对电网输电能力进行评估。该文提出了一种基于序贯蒙特卡罗仿真的可用输电能力(available transfer capability, ATC)计算方法,能综合考虑动态时变性和不确定性的影响,根据元件的运行特性及状态转移特性按时间顺序来仿真系统状态,并定义一系列的概率指标进行ATC评估。采用Matlab 6.5编写相关的计算程序,通过IEEE 39节点系统的算例分析,证明在ATC计算中,考虑不确定性和时变性因素的必要性。计算结果表明,该文提出的方法新颖实用,具有一定的工程应用价值。     

Robust decentralized frequency stabilizers design for SMES taking into consideration system uncertainties

This paper proposes a new robust decentralized design of frequency stabilizers installed with superconducting magnetic energy storages (SMESs) by taking system uncertainties into consideration. To stabilize system frequency oscillations due to large load disturbances, the active power controlled by SMES can be exploited. The multiplicative uncertainty which is used to represent system uncertainties such as variations of system parameters, system non-linearities etc., is incorporated in system modeling. As a result, the system robust stability can be easily guaranteed in terms of the multiplicative stability margin (MSM). The frequency stabilizer is practically based on a second-order lead/lag compensator. To improve MSM, control parameters of frequency stabilizers are automatically optimized by a micro genetic algorithm. Simulation studies exhibit the high robustness of frequency stabilizers against uncertainties. Moreover, small MW/MJ capacities of SMESs are required for frequency stabilization.