电力系统主动解列的可行解列时窗研究

解列时刻是决定解列是否成功的关键因素。常规解列研究基于解列前的静态潮流信息,对动态过程中的稳定性问题利用强假设进行规避,忽略解列时刻的研究。本文首次对主动解列的解列时刻问题展开系统性分析,利用暂态能量函数量化解列动态过程中孤岛的稳定性,利用孤岛失稳的临界能量确定暂态稳定意义下的可行解列时窗,以保证解列后孤岛的暂态稳定性。研究表明,因扰动背景不同,孤岛的可行解列时窗呈现出:任何时刻均可解列、小于某个临界时刻、大于某个临界时刻、呈现断续的时窗特征以及可行解列时窗为空等五种不同的情况。本文首次从机理上解释和刻画主动解列的解列时刻特征,为进一步研究主动解列问题提供了新的思路和支撑。     

解列后局部电网功角首摆失稳问题研究

基于EEAC理论,研究解列后局部电网功角首摆失稳问题。构建三区域互联电网,形成局部电网解列后等值模型。针对无故障解列和故障后解列两种情况,分析解列前后局部电网的等值单机无穷大母线(OMIB)系统的功角-功率特性曲线变化特点。结合解列后局部电网首摆功角稳定裕度计算,从对OMIB系统解列时刻的相对动能、解列扰动后的首摆加速面积以及最大减速面积的影响方面。分析影响首摆稳定性的因素。最后,基于电力系统安全稳定量化分析与优化决策软件FASTEST,在等值电网和实际大电网进行仿真验证。研究结论有助于采取有针对性的防控措施以提高解列后局部电网安全稳定水平。     

基于解列信息触发的孤立电网紧急控制方法研究

跨大区电网互联、大容量直流输电及第三道防线动作的延时和不确定性对紧急控制技术提出了更高要求。缺乏快速主动控制措施是导致电网联络线解列后大量潮流跨网转移和孤网内安全稳定形势恶化演化,继而引发系统相继解列和最终崩溃的关键原因。在分析总结导致电网解列的因素和解列后孤网面临的主要安全稳定问题基础上,提出了“离线-在线”相协调的包括控制主站、控制信息子站和执行站三层结构控制的基于解列信息触发的孤立电网紧急控制方案。通过离线基于性价比、在线基于量化的交直流控制措施的控制性能指标完成策略的搜索和优化制定,确保电网紧急状态解列后具有快速主动有序的控制措施。仿真验证了方案的可行性。     

基于暂态能量的解列功角区间快速预估方法

研究解列后局部电网功角首摆稳定特性,明晰解列时机对解列措施有效性的影响机理,对信息驱动的大电网暂态稳定主动防御具有重要意义。首先,基于扩展等面积准则(extended equal area criterion,EEAC),对3区域互联系统解列后的局部电网进行等值,划分等值功角的相对运动为3个阶段;其次,针对故障切除后和系统解列后局部电网的运行特性差异,将其区分为2种典型场景,基于相对动能的概念量化分析解列后功角首摆的稳定性,进而引申出最晚解列角和最早解列角的概念,机理上解释并刻画极限解列时刻的特征;最后,给出解列功角区间预估在主动解列技术中的实现手段和应用方法。采用IEEE-9系统和IEEE-39系统算例验证方法的有效性,证明该方法具有较好的工程应用价值。     

基于能量函数法的电网暂态稳定性分析

为将能量函数更好地应用于工程实践,提出了一种适用于暂态稳定分析的具有良好精度的动态实用模型。该模型通过区域等值构造2机等值系统后,利用转子加速度方程得到等效单机无穷大系统。基于此模型构造等效暂态能量函数,求解新的稳定平衡点后计算出临界能量。通过暂态能量与临界能量的比较以及稳定域2种方式可判断系统稳定性,并通过PSASP...     

计及动作时序的电网在线快速主动解列策略计算

失步解列是保障电力系统安全稳定运行的关键技术之一,但常规研究利用强假设对解列后的动态过程进行规避,其实际应用时面临解列失效风险。针对该问题,提出计及动作时序的电网在线快速主动解列策略。首先,基于两机失步振荡模型,分析2种不同场景下电压矢量变化特性,提取表征振荡中心漂移规律的几何特征,进而构建振荡中心定位判据,确定初选断面并搜索断面邻域;其次,基于暂态能量分析了动作时序对孤岛功角稳定性的影响,通过计算不同开断方式下线路开断引发的功率突变量,给出各断面的最佳动作时序,以满足解列后功角稳定性约束;依据孤岛稳定平衡点求解及不平衡功率最小原则,优选最终断面以保证解列后频率稳定恢复能力,最终实现解列控制在时间与空间上的协同,IEEE-9和IEEE-39节点系统仿真结果验证了所提策略的有效性。     

汽轮机超速保护控制对电网频率的影响研究

在孤网运行状态下传统超速保护控制(OPC)由于汽轮机转速的较大波动会使汽轮机调节阀频繁动作,影响电网频率的稳定性.为此,以中间再热式汽轮机为例,建立了多区域单机无穷大系统仿真数学模型.通过对孤网运行状态下不同OPC保护定值对电网频率稳定性影响的仿真,提出了孤网运行状态下发电机组解列时适当提高OPC保护定值的措施,以及在OPC控制逻辑中增加并网、解列、孤网运行3种控制方式的方案.     

互联电网失步解列过程中的暂态动能变化规律研究

新能源高占比系统已成为我国电网未来发展的必然趋势。新能源出力的不确定性,使得振荡中心漂移风险增大,现有失步解列技术面临严峻挑战。受扰系统在故障清除后其机组间的动态行为可以划分为群间相对运动和群内相对运动,在此基础上通过选取不同的参考坐标系构造了群间暂态能量和群内暂态能量函数。分析计算发现,在解列时刻系统的暂态能量动能具有群间暂态动能突变为0,群内暂态动能保持不变的规律。依据这一规律,指出解列过程中群间暂态动能的突变是使系统解列后的暂态稳定性能够得到较大改善的重要原因之一。从能量的角度分析了在非振荡中心处解列与在振荡中心处解列之间的联系。通过IEEE 39节点系统及我国某区域电网模型对以上结论进行了验证。     

驻马店和信阳地区电网与河南主网解列事故分析

2000年12月8日19时41分,河南电网发生了驻马店,信阳受端电网与主网解列事故。事故的特点是,短路故障持续时间长,两解列后的小网功率缺额大,其频率,电压变化过程复杂。在低压解列及低频减载装置正确动作后,两小网保住了京广电铁负荷并维持住了孤网运行。文中分析了小网在大功率缺额下的频率,电压变化过程。     

基于单机无穷大母线等值和轨迹灵敏度的暂态稳定最优励磁控制

为进一步降低电力系统暂态稳定控制代价,提出通过最优控制系统快速动态装置的设定值来保证系统在故障情况下的暂态稳定性。基于单机无穷大母线等值和轨迹灵敏度法,提出暂态稳定最优励磁控制二次规划模型,通过调整发电机电压调节器参考电压设定值来控制系统的稳定性。根据单机无穷大母线等值,在暂态稳定最优励磁控制模型中引入严格的暂态稳定判据;并借助轨迹灵敏度和稳定裕度指标提高计算效率。采用稳定裕度指标后避免寻找临界稳定轨迹,从而节省大量仿真时间。在新英格兰39节点10机系统和某省级692节点138机实际系统上的仿真结果验证了所提算法的可行性和有效性。     

基于失稳机理分析的暂态电压稳定性量化指标

在暂态过程中，当负荷母线电压值进入由系统特性和负荷特性决定的不稳定区时，会发生电压失稳。在单机单负荷系统模型中，证明同一系统静态P-V曲线和V-Q曲线的临界点具有一致性，基于动态跟踪系统特性变化的技术路线提出暂态潮流断面P-V曲线分析法，并给出暂态电压稳定性量化指标的计算方法和相应的稳定性判据。在多机系统中，虽然通常需要将所提方法与临界电压或戴维南等值电路的动态跟踪计算相结合才能应用，但也存在无需系统等值而直接应用基于单机模型的计算公式的场景。通过算例对暂态电压失稳机理、常规工程经验指标的局限性、所提指标和稳定性判据的有效性进行验证。     

机组惯量对暂态功角稳定性影响的复杂性

随着能源转型的推进,风电及光伏发电大规模入网引起的电力系统惯量水平降低对暂态功角稳定性的影响成为业界关注的热点。从电网送、受端的视角来界别机组惯量对暂态功角稳定性的定性影响,并不符合问题的本质。文中基于扩展等面积准则(EEAC),分析互补两群等值惯量的变化对主导映象系统暂态稳定裕度的影响。由于故障场景对两群映象系统暂态潮流的不同影响,以及上述两种影响的交互作用,造成机组惯量对暂态功角稳定性影响的复杂性。通过对两机哈密顿系统的解析分析及数值仿真,讨论了其规律。     

双馈风机参与系统调频对系统暂态功角稳定性的影响分析

以含双馈风力发电机(Double-Fed Induction Generator,DFIG)的扩展双机系统为研究对象,研究DFIG参与系统调频对系统暂态功角稳定性的影响.将含DFIG的两机系统等值为含DFIG的单机无穷大系统,计及风电比例、风机并网位置、故障位置、负荷接入位置等四种影响因素.运用等面积法则对风机参与系统...     

基于典型故障集的暂态功角稳定近似判别方法

为适应特高压电网安全风险的新特征,需要研究考虑系统暂态功角稳定的风险评估评价方法。现有电力系统暂态功角稳定性判断方法计算量很大,无法满足特高压电网风险评估的计算要求。研究了影响系统故障后暂态功角稳定的因素,基于EEAC法推导了这些因素对于系统临界稳定性的灵敏度,进而设计了在已知典型故障临界稳定信息条件下近似判断边界条件变化后近似场景下暂态功角稳定性的方法。最后设计了考虑电力系统暂态功角稳定的风险评估流程,为特高压电网风险评估提供了新的思路。     

黑龙江电网投入电力系统稳定器(PSS)的稳定性分析

应用时域仿真计算和频域特征根计算方法,对东北华北联网前后黑龙江电网投入电力系统稳定器（PSS）对电网稳定性的影响进行了计算和分析。研究结果表明,在黑龙江电网安装PSS可以明显增强系统的阻尼,不仅提高系统的动态稳定性,而且提高了系统的暂态稳定水平,尤其对东北华北联网后电力系统的安全稳定运行起着至关重要的作用。现场试验证明,这一结论是正确的。     

基于XGBOOST-PSO提高受端电网电压暂态稳定的发电机无功优化方法

考虑发电机稳态输出无功对其支撑暂态电压恢复稳定能力的影响,基于机器学习研究优化发电机稳态输出无功提高电压对故障扰动保持暂态稳定能力的预防控制方法。该方法采用加权多二元表暂态稳定裕度指标量化母线暂态电压对不同预想故障扰动的综合稳定裕度,并基于指标排序确定稳定裕度薄弱母线。同时基于发电机无功调节对预想故障下各薄弱母线电压暂态稳定裕度综合作用灵敏度排序,选择作用灵敏发电机。在利用XGBoost建立根据系统稳态特征向量预测薄弱母线暂态电压稳定的分类模型基础上,以系统对预想故障扰动保持暂态电压稳定为约束、以减小发电机稳态无功调节对网损产生影响为目标,基于潮流计算寻优灵敏发电机稳态输出无功,以提高薄弱母线的暂态电压稳定性。最后采用雅湖直流接入江西电网的PSASP计算模型验证了所提方法的有效性。     

电力系统电压调节器对浙江电网电压稳定性的影响

在介绍电力系统电压调节器（PSVR）控制原理的基础上,先采用连续潮流法定量地分析PSVR对浙汀电网静态电压稳定性的改善情况．再分别采用负荷突增法和轨迹灵敏度分析法定量地分析PSVR对浙江电网暂态电压稳定性的改善情况。计算结果表明,无论是从系统静态电压稳定还是暂态电压稳定的角度,电力系统电爪调节器均有利于系统电压稳定。     

大型核电机组接入电网的稳定性研究

核电机组具有单机容量大、核安全要求高,且对电网扰动敏感等特征。以大型压水堆核电机组为研究对象。建立了压水堆模型,利用时域仿真法及暂态能量函数法研究了核电接入电网的暂态稳定性．以三门核电机组接人浙江电网的枯水季节最大运行方式作了算例分析。仿真计算了电网短路故障和N-2故障类型扰动下的系统及核电机组的暂态稳定性。结果表明,三门核电机组能承受电网的一般故障且接人对电网暂态稳定的影响很小,电网具有较强的稳定性。     

双馈风机接入对系统极限切除角的影响

风电场的大规模接入对电网暂态稳定性造成的影响不容忽视。以含双馈风电机组的扩展两机系统为例,建立了双馈风机等值模型,将两机系统等值成单机无穷大系统,依据等面积法则详细推导了风电接入后系统极限切除角的解析式,进而定量分析了极限切除角随风电比例、风机并网位置、故障位置和负荷接入位置等4个影响因素的变化趋势,总结出4种影响因素对暂态功角稳定性的影响规律。在BPA和FASTEST中分别建立含双馈风机的扩展双机系统的仿真模型,对理论分析工作的正确性进行了仿真验证。