基于单机无穷大母线等值和轨迹灵敏度的暂态稳定约束最优潮流

在分析多故障暂态稳定约束最优潮流(transient stability constrained optimal power flow,TSCOPF)轨迹灵敏度法存在问题的基础上,提出基于单机无穷大母线等值和轨迹灵敏度的暂态稳定度约束最优潮流计算方法.根据单机无穷大母线等值,在暂态稳定约束最优潮流模型中引入严格的暂态稳定判据,并应用轨迹灵敏技术提高计算效率.将故障分为稳定故障、极度稳定故障、一般不稳定故障和极度不稳定故障,分别在暂念稳定约束中分别加以处理,可快速地进行放障筛选.同时,对于小稳定故障不需要寻找临界稳定轨迹,可节省大量的仿真时间.在3机、10机和20机系统上的仿真结果验证了所提出算法的有效性.     

继电保护与安全稳定控制系统隐性故障研究综述及展望

继电保护与安全稳定控制系统的隐性故障成为国内外大停电事故的重要诱因之一.对继电保护隐性故障的研究现状,从隐性故障分类、隐性故障概率模型、对电网影响分析方法及隐性故障监测措施4个方面作了综述.安全稳定控制系统的隐性故障研究才刚起步,根据安全稳定控制系统的特点,提出了其在测量、策略、定值、通信和表决模式5个环节中可能存在的隐性故障.简要分析了继电保护、安全稳定控制系统和电厂涉网参数的配合隐患导致的隐性故障可能对电网造成的影响.最后指出未来隐性故障研究的方向包括建模、评估方法、研究成果应用、继电保护和安全稳定控制系统配合隐患问题以及二次设备运行管理5个方面.     

暂态稳定在线预警故障集的自适应筛选

大电网暂态安全稳定在线预警的故障数目大、计算负担重,为减少每轮在线预警中需要进行时域仿真计算的故障集数目,并且不遗漏暂态安全稳定的关键故障,提出了暂态安全稳定在线预警预想故障集的一种自适应筛选方法.首先依据上一时间断面上各预想故障的稳定裕度和稳定模式,识别那些影响系统稳定性的关键电网元件;再根据当前这些元件运行状态的变化,确定筛选预想故障的新门槛值;最后将本轮预想故障的预估裕度与该门槛值比较,筛选出那些需要重新计算稳定裕度的故障.通过电网在线预警系统的实际工程运行,验证了该方法的有效性和工程实用性.     

一种新的电力系统静态电压稳定预防控制方法

提出一种考虑多预想故障的电力系统静态电压稳定预防控制方法.该方法首先通过转移基态情况下系统薄弱支路的功率,使得基态情况满足电压稳定裕度约束.然后在要求的静态电压稳定裕度处进行预想故障分析,并通过减少故障前导致系统静态电压稳定裕度低于临界值的故障线路上流过的功率来提高系统预想故障集下的静态电压稳定裕度.IEEE 24节点和我国某实际的682节点系统的算例证明了该方法的有效性.     

风火打捆外送系统暂态稳定切机控制

风火打捆能源基地的投入运行,在带来巨大经济效益的同时也引起电网安全稳定性发生变化.某些严重故障后,仅切除常规火电机组难以保证系统稳定运行或代价过大.首先分析了风电机组和火电机组暂态特性的差异性以及各自对系统暂态稳定的影响.然后指出了严重故障后导致系统失稳的2个主要原因:一是故障过程中产生了加速能量;二是由于故障后,外送通道被削弱,外送系统输电能力急剧下降.因此,提出了严重故障后火电机组和风电机组的优化切机方案.西北某电网的仿真结果表明:该优化切机方案在保证故障后系统安全稳定运行的基础上,能显著降低系统稳定恢复所需切机量,改善故障后系统恢复特性,大大提高系统运行的安全性和经济性.     

基于稳定域及条件概率的暂态稳定不确定性分析

以随机变量可信区间内最严重的取值为基本工况,利用稳定裕度及其灵敏度分析技术计算连续参数空间中的稳定域边界;根据概率分布密度函数,计算不确定工况处于该稳定域内(或其外)的联合概率,得到系统稳定(或失稳)的概率.在分析不同的2维参数稳定域的基础上,给出由负荷水平、故障位置与故障切除时间构成的3维参数稳定域.同时,采用条件概率方法处理电网拓扑、故障元件和故障类型等离散型随机变量.将条件概率方法与稳定域方法相结合,计算电力系统的失稳概率.定义新的风险指标来评估失稳风险.对IEEE 39节点和山东500kV系统的仿真表明该方法具有较好的实用价值.     

基于稳定域边界理论的暂态稳定指标及其应用

基于故障后电力系统稳定域边界的隐式方程,提出了隐式的暂态稳定指标,并利用稳定域的二次近似方法给出了该暂态稳定指标的一个近似估计.进一步,将所得的暂态稳定指标应用于临界切除时间计算和故障排序,其中临界切除时间由求解暂态稳定指标和切除时间的拟合二次方程得出,故障的严重程度排序由比较该暂态稳定指标直接得出.最后,在IEEE 3机9节点和新英格兰10机39节点系统中进行的仿真结果验证了所提出的暂态稳定指标的准确性.     

基于电气距离的故障位置表征及其在暂态稳定评估中的应用

现有数据驱动的暂态稳定评估广泛利用发电负荷模式特征,未能充分反映故障位置对系统暂态稳定性的影响.文中基于电气距离提出了一种具备电气意义且连续的故障位置表征方法,并将其应用在暂态稳定评估中,实现了对故障位置的统一特征表达.首先,基于电气距离提出电气坐标系概念用于定量表征故障位置.然后,研究电气坐标系参考点优化方法,实现对故障位置特征的准确提取.最后,将所提故障位置表征方法应用到暂态稳定评估中,基于电气坐标系实现了暂态稳定评估中对故障位置的统一考虑,并在中国某省级电网算例下验证了所提方法的有效性.     

基于拟合方法的N-1静态电压稳定裕度计算

提出一种兼顾精度与速度的计算线路N-1故障下静态电压稳定临界点的拟合方法.该方法用左特征向量排队找出较严重故障,再利用泰勒级数求得电压崩溃点处状态变量和负荷裕度对严重故障支路连接参数的1～3阶灵敏度,在此基础上用四参数拟合方法进行逼近,从而快速精确地求解出关键线路故障情况下电压稳定临界点.该方法能快速地对线路故障按严重程度进行排序,并精确得出故障后电压稳定裕度,可用于调度中心作监控估算工具.IEEE30及IEEE57母线系统上的算例验证了该方法.     

1998～1999年西北电网330kV线路故障分析

主干线路故障直接影响到电网的安全稳定运行,联系西北电网的运行实际,对1998-1999年330 kV线路故障进行了统计、分析,阐明线路故障的特点和规律,并对线路维护和故障预防提出意见及建议,以期进一步提高电网的安全稳定水平和供电可靠性.     

利用暂态信号的配电网小电流接地故障检测技术

小电流接地电网单相接地故障电流小,电弧不稳定,难以检测.文中分析了接地故障暂态过程特征,提出比较暂态零序电流幅值、极性的故障选线新方法.该方法检测可靠、不受消弧线圈、故障点不稳定的影响.提出了记录瞬时性接地故障对线路绝缘进行评估的新思路.实际接地故障录波结果验证了提出的检测方法.     

电压稳定裕度对线路功率灵敏度求解的新方法

在利用泰勒级数求得电压崩溃点处状态变量和负荷裕度对支路连接参数的1~3阶灵敏度的基础上,提出一种基于支路视在功率灵敏度快速计算线路故障下静态电压稳定临界点的可靠方法.该方法将单条线路视在功率参数化,通过求解原系统的静态电压稳定临界点对线路视在功率参数的1至3阶导数,用泰勒级数法进行逼近,从而快速精确的求解出线路故障情况下电压稳定临界点.求取不同故障各阶导数时,系数矩阵均是同一个矩阵,无需反复形成与分解.该方法能快速地对线路故障按严重程度进行排序,并精确得出故障后电压稳定裕度.该方法的快速与精确通过在IEEE 30及118母线系统上的算例得以验证.     

轴承运行情况判断及故障分析处理

介绍竖轴发电机轴承稳定运行的要素以及常见的轴承运行故障的分析和处理方法,避免因各种原因引起的轴承损坏故障,对整个电力系统的安全稳定运行及供电意义重大.     

不对称短路时电抗型故障限流器对暂态稳定性的影响

针对单机对无穷大系统,提出了在输电线路不同位置发生不对称短路故障时,故障限流器(FCL)投入电抗后对暂态稳定性影响的分析方法.基于功角特性曲线分别详细分析了在单相接地短路、两相接地短路和两相短路故障下电抗型FCL对暂态稳定的影响情况.通过对接入电抗型FCL的电力系统进行不同类型故障下的暂态稳定时域仿真研究,验证了分析结论.     

一次电容器跳闸的故障分析

电力电容器是电网运行的重要设备,它给电网中注入无功功率,保证电压的稳定.电容器发生故障,会对供电系统的电压造成很大的影响.本文介绍了因谐波原因引起电容器故障,并且对故障进行了分析,提出了相应的预防措施,对电容器的稳定运行有一定帮助.     

电力系统参数空间暂态稳定边界构建及在线快速更新方法

为适应在线暂态稳定分析与控制,提出了一种电力系统参数空间中的暂态稳定边界构建及快速更新方法.对于给定的关键故障和既定故障前后的网络拓扑结构,首先,基于横向可扩展的宽度学习系统,构建了极限切除时间与电力系统参数之间的映射关系.为提高实际故障切除时间阈值附近的预测准确率,通过构建二次比例因子对临界误差进行修正.然后,结合预设故障切除时间阈值确定相应暂态稳定边界,并评估当前系统的稳定裕度.最后,在保证暂态稳定评估准确性的基础上,基于增量学习方法提出了无须重新训练全部网络的在线快速更新策略.通过对IEEE 39节点测试系统和中国南方电网实例系统仿真分析发现,所构建模型能够对系统暂态稳定性进行准确评估,并具有良好的泛化性能.同时,快速更新策略可在保证预测准确率的情况下,大幅减少模型更新时间,为在线暂态稳定评估提供了支撑.     

基于正规形变换考虑发电机励磁控制的电力系统暂态稳定分析

当考虑发电机的励磁控制时,难以确定系统的稳定域.根据非线性动力系统理论,非线性系统的稳定域边界是由稳定边界上的不稳定平衡点处的稳定流形的并集构成.当系统受到大扰动时,主导不稳定平衡点(CUEP)上的稳定流形就是电力系统的稳定边界.通过正规形变换,将非线性的系统映射到线性系统,根据线性空间的稳定子空间来确定原始系统的稳定流形,写出稳定边界的表达式.当持续故障轨线和系统的稳定边界相交时,就求得故障临界切除时间.实际仿真结果表明该方法是有效的,且略有保守.     

考虑级联故障的电力系统脆弱性评估

电力系统的大停电事故,多由级联故障而并非单一故障引起.为此,基于支路故障组合模型,通过对母线电压和支路功率稳定裕度的计算得出相应指标,对当前系统在Ⅳ-1和N-2故障下进行风险评估,以为支路故障状态下的电力系统应对策略的制定提供参考.算例结果验证了所提指标的有效性.     

考虑暂态电压跌落限制的直接法暂态稳定分析

提出了一种考虑暂态电压跌落限制的直接法,快速求取保证故障后电力系统电压高于限值的故障临界清除时间(CCT).根据带约束动力系统稳定域理论,其受限稳定边界由边界上不稳定平衡点、周期轨和半鞍点的稳定流形以及部分可行域边界构成.半鞍点的稳定流形是系统受限稳定边界的重要部分,并且可以用半鞍点处的等能量面来近似.暂态电压跌落限制可以考虑为对故障后电力系统的一个约束.基于电力系统结构保持模型,寻找到了和故障相关的一个半鞍点,将持续故障轨迹和可行域边界交点的发电机角速度变为0后,就得到一个半鞍点.然后,以该点能量作为临界能量确定CCT,保证故障后系统满足暂态电压跌落约束.采用了迭代方法提高计算精度.仿真结果验证了所提出方法的有效性.     

电抗型超导故障限流器对两机系统暂态稳定影响

针对两机系统,提出了在输电线路不同位置发生三相短路故障时,超导故障限流器(SFCL)投入电抗后对暂态稳定性影响的分析方法.基于功角特性曲线分别详细分析了在三相短路故障下电抗型SFCL对暂态稳定的影响情况.通过时接入电抗型SFCL的电力系统进行故障下的暂态稳定时域仿真研究,验证了分析结论.