AVC体系下的长期电压稳定仿真分析

介绍了电力系统自动电压控制( AVC)的原理,根据分层电压控制思想,选用典型的AVC控制模型,验证其对长期电压稳定的影响.以控制灵敏度计算为基础,考虑系统安全运行约束,建立了用二次规划模型表达的二次电压控制模型.同时针对电力系统长期电压稳定具有慢动态的特点,以及AVC系统中二次电压控制引起的长期电压动态,在准稳态假设的基础上建立了反映系统长期电压变化的仿真模型.以新英格兰10机39节点系统的计算为例,验证了AVC系统能够提高系统的长期电压稳定性.     

长期电压稳定准稳态仿真算法比较

详细论述了准稳态(quasi steady state,QSS)仿真和基于参数连续化技术的准稳态(continuation based quasi steady state,CQSS)仿真方法的基本思想。以3机10节点和新英格兰10机39节点系统为例,根据长期动态过程仿真结果对2种方法进行了比较分析,论证了在QSS仿真中引入负荷参数连续化思想的可行性,避免了求解描述动态负荷恢复过程的微分方程,缩短了计算时间;同时通过先预测后修正的方法提高了QSS仿真的收敛速度,即使系统运行点接近奇异诱导分歧点,通过选择适当的连续化参数仍能保持良好的收敛性。此外CQSS的仿真精度受发电机过励磁和电枢电流限制的影响。     

增强长期电压稳定的切负荷控制方法

基于模型预测控制原理,采用动态特性的负荷模型,针对切负荷这一控制动作,研究了一种增强长期电压稳定性的切负荷控制方法。针对长期电压稳定慢动态的特点,建立长期电压稳定的准稳态系统模型并进行仿真。以美国西部电网WSCC 3机9节点系统为例,验证了切负荷控制方法的有效性。     

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。     

协调二级电压控制对长期电压稳定的影响分析及改进

利用某大型受端电网的实时数据,借助时域仿真评估协调二级电压控制对其长期电压稳定性的影响。结果表明,若分区内具有较大可调无功裕度,则协调二级电压控制有利于提高电压稳定性,否则影响甚微。针对受端电网发生大扰动后往往无功容量不足的实际情况,提出一种基于轨迹灵敏度的紧急电压控制策略,能够实时地在调控范围内选择控制发电机,并能方便地同其他控制策略结合,以达到更优的控制性能。时域仿真结果证明,这种紧急电压控制策略在大扰动后能够明显提高系统的长期电压稳定性。     

基于准稳态仿真的电压稳定轨迹灵敏度分析方法

提出了基于准稳态(quasi-steady-state,QSS)仿真的电压稳定轨迹灵敏度方法,可提供系统参数和控制变量对状态量的灵敏度.利用轨迹灵敏度预测控制量和参数发生变化情况下系统的中长期时域轨迹,评价系统电压稳定性状况,比较元件对系统电压稳定性的影响,为系统电压稳定控制措施提供信息.轨迹灵敏度方法弥补了传统电压稳定静态灵敏度对模型适应性差、不能体现系统动态特性的缺陷,以及传统时域仿真方法提供信息单一、结论可分析性差的不足     

包含负荷及系统动态的电力系统电压稳定仿真

本文提出一种对系统电压稳定进行详细仿真的方法，此方法考虑了系统及负荷动态的影响，诸如系统干扰、电动机力矩及滑差，变压器抽头的的换接、坚持Ｐ、Ｑ需要的负荷、抑制励磁以防止发电机过热，以及有电压偏移负反馈的ＳＶＣ等。由于是高阶次的非线性全模，作者采用一种既精确又快速的方法来进行积分，还应用了一种毋需经过亢介次矩阵求逆就可便捷地求解亢介次Ｊａｃｏｂｉ阵的方法。     

结合详细和准稳态模型的长期电压稳定全过程混合动态仿真

论述了长期电压稳定全过程混合动态仿真的详细模型和准稳态模型,并对励磁、电枢电流限制器和动态负荷进行了建模。通过对准稳态(QSS)和全时域(FTS)的仿真结果进行对比,发现在大扰动触发离散装置陆续动作的情况下,系统不一定能保持暂态稳定性而进入长期过程,且QSS仿真对离散装置的判断不准确导致系统轨线偏离真实轨线。将FTS、QSS和基于连续参数的准稳态(CQSS)仿真三种方法有机结合起来,并通过适当的切换,可构造全过程混合动态仿真法,能够保留故障后和离散装置动作后的暂态。当暂态过程平息后转入QSS仿真;当仿真轨迹接近鞍结分岔点遇到收敛性问题时转入CQSS仿真,以改善收敛性。以新英格兰10机39节点和IEEE 50机145节点系统为试验系统,证实了QSS仿真的局限性和全过程混合动态仿真的适用性。     

AGC与AVC协调控制和电压动态安全性

电压安全与稳定性问题已经成为电力系统安全可靠运行的重大威胁.在模型预测控制理论的基础上,提出了考虑自动发电控制(AGC)有功出力分配的电压安全稳定协调控制策略.利用发电机动态无功备用与电压稳定裕度的内在联系,建立了反映系统动态电压特性和稳定性水平的协调优化目标.通过滚动优化发电机自动电压控制(AVC)中的自动电压调节器(AVR)设定值和AGC机组有功设定值,使系统在负荷增长和扰动条件下保持了良好的电压动态品质和电压稳定裕度.对新英格兰10机39节点系统的仿真验证了该策略的有效性.作为AGC的附加功能,有功出力的控制仅在存在电压失稳风险下启动,兼顾了AGC的经济性和常规控制功能.     

最优协调电压控制与二次电压控制的比较

针对提高长期电压稳定性的问题,对最优协调电压控制和二次电压控制进行比较研究.根据准稳态假设建立含连续-离散时间微分-代数方程约束的最优协调电压控制模型,该动态优化模型综合考虑长期电压稳定性和控制成本因素,可以协调不同种类和位置的控制,基于Pontryagin极大值原理和Radau排列法构造间接法算法求解,此外引入罚函数...     

电力系统电压失稳过程仿真分析

电力系统中电压失稳的发展是其动态行为的表现之一,受到电力系统所有动态元件动力学行为及其相互关系的制约。通过曲型电力系统在不同运行方式和不同扰动作用下细致的仿真,比较了不同动态元件对电压失稳发展的影响,从而确定了用于电压失稳数值仿真分析的合适的负荷与发电机模型。     

电力系统电压失稳过程仿真分析

电力系统中电压失稳的发展是其动态行为的表现之一,受到电力系统所有动态元件动力学行为及其相互关系的制约。通过典型电力系统在不同运行方式和不同扰动作用下细致的仿真,比较了不同动态元件对电压失稳发展的影响,从而确定了用于电压先稳数值仿真分析的合适的负荷与发电机模型。     

静态电压稳定域边界的二次近似分析

提出基于隐函数求导法的注入空间静态电压稳定域和实用静态电压稳定域边界的二次近似算法。与现有的电压稳定域边界的线性近似方法相比,该方法能在大范围内更加精确地逼近稳定域边界,并能确定电压稳定域边界的凸凹性。进一步,利用状态变量对于参数变量的二次偏导数,给出线路空间中稳定域边界二次近似的解析表达式,进而得到割集空间中电压稳定域边界二次近似的解析表达式。据此可实现静态电压稳定域的可视化,并可指导电力系统的安全运行。IEEE-9和IEEE-39 节点系统仿真验证了所提出算法的有效性。     

二次电压控制研究（二）

研究了一种新的提高系统电压稳定性的方法－二次电压控制。利用二次电压控制结构化模型推导了选择主导节点的优化目标,讨论了遗传算法在主导节点选择中的应用。建立了二次电压控制系统相应的二次性能指标,确定了具体的二次电压控制策略。仿真分析证实了二次电压控制可有效地提高系统的电压稳定性。     

短期和中长期电压稳定仿真及评价

阐述了短期及中长期电压稳定分析方法和建模要求,并针对我国电网仿真分析的现状,指出了电压稳定仿真和建模方面存在的主要问题;结合实际电网的短期及中长期电压稳定仿真计算,分析了短期电压崩溃和中长期电压崩溃过程的事故特征,并对电压失稳机理、暂态电压稳定和中长期电压稳定的评价方法做了进一步的探讨。     

中期电压稳定的并行仿真算法

文章结合电压稳定分析的特点,将并行计算方法应用到描述中期电压稳定的准稳态(quasi steady state,QSS)仿真分析中。首先将电力网络划分成以树形分层结构相联的子网,处于同一层上的子网相互独立,可并行计算。进行QSS仿真分析时,通过前向简化(底层子网到顶层主网)和后向回代(顶层主网到底层子网)实现对牛顿法线性增量方程的求解。该算法有效提高了微分方程联立求解的效率,为大规模电力系统并行仿真计算的实现提供了新方法。在新英格兰10机39节点测试系统和我国山西电网系统上对算法的可行性进行了验证。     

基于半张量积方法与准稳态时域仿真的电力系统中长期电压稳定分析

提出了综合基于半张量积方法的非线性动力学稳定裕度指标与准稳态时域仿真的中长期电压稳定判定方法。建立了中长期电压稳定分析模型。该模型将短期动态平衡方程转化为代数方程,降低了求解稳定裕度指标过程中雅可比矩阵以及海森矩阵的计算复杂度。在此基础上,利用基于半张量积方法的中长期电压稳定指标分析中长期电压稳定性。新英格兰10机39节点系统的仿真结果验证了所提方法的有效性。     

基于BPA潮流的电力系统中长期频率电压稳定仿真方法

随着电力系统的复杂化,电力系统中长期动态过程频率电压稳定对系统安全性的影响愈加明显。针对该问题,提出了基于潮流计算的中长期准稳态时域仿真方法。该方法在传统时域仿真方法的基础上综合利用准稳态思想和潮流计算模块,再进一步针对效率问题提出自适应变步长仿真策略和多时步预测辅助方法。所提方法的算法主体部分和潮流计算部分分别在Mathematica科学计算软件和BPA潮流计算功能模块中实现,通过自定义数据接口进行数据对接。通过在Nordic32标准算例系统和某大区电网实际算例系统中对该方法进行验证,表明该方法显著降低实现成本,并提高了仿真计算的效率。     

基于准稳态分析求取中长期电压稳定极限新方法

采用准稳态分析方法,通过一系列准稳态平衡点获得中长期系统轨迹,研究了考虑负荷需求增长模式和系统扰动影响下的中长期电压稳定极限。该算法通过选取连续变量使得在系统极限点附近具有良好的收敛性,能较准确地计算负荷裕度,兼顾了计算的效率和准确性。基于该算法首先研究了一类较简单情况,即只考虑静态负荷和由OLTC动作所反映的负荷恢复;然后考虑更为一般的情况,即系统中含具中长期恢复特性的动态负荷。最后给出了基于测试系统的仿真算例,验证了方法的正确性。     

无功电压自动控制（AVC）系统建设

托电在机组运行时对电压的控制还采用运行人员监视母线电压和机组无功,手动调节,存在很明显的缺点,所以从全网统一考虑要求建立一套无功电压自动控制系统。AVC的投运,为电网安全稳定控制提供了先进技术手段,提高了华北电网主网电压质量,保证了系统安全稳定水平所需的优质电压,有效地消除电网可能存在的低频振荡,避免了电网大面积停电事故,减轻了运行人员调整电压的劳动强度、降低了网损,取得了较大的社会效益与经济效益。