低惯量交流系统并网变流器次/超同步振荡分析

低惯量电力系统中跟网型变流器可能会与同步机转子动态产生交互,给系统稳定性分析引入新的问题,仅靠跟网型设备动态和短路比衡量交流系统强度不再准确。为此,该文综合分析系统惯量和短路比对跟网型变流器小干扰同步稳定的影响,提出适用于分析低惯量系统中并网变流器稳定性的方法,所提方法计算量低、物理意义明确。首先,推导变流器和同步机混联系统的闭环模型,并提取出能表征低惯量动态的相互作用系数矩阵,定性分析两类设备间的交互关系。其次,基于模态摄动理论,将原多机系统解耦为稳定性等效的子系统。然后,选取适用于分析小干扰同步稳定问题的相位主导回路,根据该回路提出综合考虑惯量和短路比的稳定性分析方法。最后,基于仿真算例验证了所提低惯量系统中并网变流器小干扰同步稳定性分析方法的有效性。     

含多变流器的微电网建模与稳定性分析

传统电力系统稳定性分析主要针对发电机进行建模,而微电网的稳定性分析需基于变流器进行建模,这种本质的区别使微电网必须重新确立适用于其稳定性分析的模型。文中根据变流器的控制特性将其划分为电压源和电流源2种类型,采用状态空间法建立了基于多变流器微电网的小信号模型,并通过节点功率计算法计算了其自治系统表达式,采用计算自治系统根轨迹的方法得到了微电网中参数与稳定性的关系。通过对比微电网系统时域仿真结果与文中的稳定性分析结果,说明了所建立模型的正确性。     

一种新的大型光伏并网系统稳定性分析方法

为了解决大型光伏并网系统稳定性分析方法复杂的问题,采用等效简化的方法引入一种基于单台逆变器的辅助系统,得到该辅助系统与大型光伏并网系统稳定性的关系,进而提出一种将大型光伏并网系统稳定性分析转化为单逆变器并网系统稳定性分析的方法。研究结果表明:对于由n台规格型号相同的逆变器并联后,通过电网阻抗Zg接入理想电网的大型光伏并网系统,其稳定的判定条件为同时满足逆变器自身闭环稳定和辅助系统稳定。对于所有逆变器规格型号统一的多逆变器并联并网系统,无论所有逆变器电流环输入参考电流是否完全相同,该方法均适用。仿真和实验结果验证了理论分析的正确性。     

三相SPWM逆变器的切换模型与稳定性分析

针对三相SPWM逆变器的近似线性化建模方法对系统分析的局限性,在周期切换理论的基础上对三相SPWM逆变器进行建模,并提出一种新型的稳定性分析方法。首先,在SPWM调制原理基础上,将一个工频周期按三相母线电压大小划分为6个区间,分别得到切换子系统与切换规则,即三相SPWM逆变器的周期切换模型。之后利用周期切换系统与多胞模型的稳定等价性,通过判断对应多胞模型的稳定性,实现三相SPWM逆变器的稳定性分析。仿真实验结果验证了切换模型以及稳定性分析方法的有效性,提高了系统模型的精确度和稳定性分析的灵活性。     

适用于全风速工作区间稳定性分析的双馈风机二元导纳模型

实际工程运行数据显示,基于双馈感应发电机(double-fed induction generator,DFIG)的风电并网系统的稳定运行特性与风速密切相关。现有分析方法仅适用于特定风速条件下的稳定性分析,无法直接应用于系统全风速工作区间的振荡风险评估。为准确表征双馈风机全风速范围内的频域端口特性,该文将风速变量引入传统导纳模型中,并充分考虑频率耦合效应、直流母线动态及励磁等因素的影响,建立双馈风机风速-频率二元导纳模型,并提出基于二元导纳模型的稳定性分析方法以有效分析全风速区间的系统稳定性。最后,以双馈风机串补线路并网系统为典型案例进行仿真分析,仿真结果验证模型的准确性和分析方法的有效性。该研究成果可为新能源并网系统的全工作区间振荡分析与有效抑制提供重要参考。     

考虑大规模风电接入的系统静态电压稳定性分析

风电具有随机性和间歇性,大规模风电接入会对电力系统安全稳定运行产生较大影响。提出了一种适用于大规模风电接入后系统静态电压稳定性的分析方法,该方法在常规连续潮流的基础上,考虑了网内风机由于低电压穿越能力不足而脱网对系统静态电压稳定的影响。将所提模型和方法应用于含大型风电场的某省级电网静态电压稳定性分析,结果验证了所述方法的合理性和有效性。     

配电无线传感网功率控制路由优化算法

风电具有随机性和间歇性,大规模风电接入会对电力系统安全稳定运行产生较大影响。提出了一种适用于大规模风电接入后系统静态电压稳定性的分析方法,该方法在常规连续潮流的基础上,考虑了网内风机由于低电压穿越能力不足而脱网对系统静态电压稳定的影响。将所提模型和方法应用于含大型风电场的某省级电网静态电压稳定性分析,结果验证了所述方法的合理性和有效性。     

一种适用于风电并网系统的多指标加权电压稳定快速判别指标

提出了一种适用于风电并网系统电压稳定判别指标,该方法是基于多指标加权的最优幂函数均值法,将Jacobian矩阵相互条件数估计与Jacobian矩阵解耦化为对角阵后的灵敏度逆阵元素判定指标相结合,并通过自编程序求解最优幂值n1、n2。为证明该方法的有效性和准确性,选取EPRI-36节点系统和蒙东某地区含大规模风电区域电网进行了计算分析。仿真结果表明,提出的指标与常规裕度指标相比,其计算速度快、误差小,且可在负荷较轻的情况下预测风电系统电压稳定情况,为评估风电并网系统的电压稳定性提供了一种理论分析方法。     

含恒功率负载的交直流混联配电系统稳定性分析

交直流混联配电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。传统稳定性分析方法通常以直流级联系统和直流微电网作为研究对象,而对于含恒功率负载的交直流混联配电系统稳定性分析和评价较少涉及。基于这一问题,提出了适用于交直流混联配电系统的阻抗匹配稳定性分析方法,建立了柔性互联装置、光伏发电单元、恒功率负载以及?型线路的状态空间小信号模型。在多端柔性互联装置采用主从和下垂控制情况下构建了交直流混联配电系统的戴维南等效电路,利用奈奎斯特稳定判据确定了负阻抗稳定边界,并且采用Simulink仿真工具搭建了详细物理模型,通过仿真结果和奈奎斯特曲线对比分析验证了所提稳定性分析方法的可行性。     

基于图像法稳瞄精度的检测方法研究

针对稳瞄惯导一体化系统在动态情况下,用人眼去判读它的稳瞄精度的实时性和准确性都比较差。为了解决此问题,提出了一种基于DSP+FPGA的图像检测技术的检测稳瞄精度的方法,并结合图像处理实现了对目标的高精度判读且可以计算目标在各帧图像中的坐标,从而达到了对稳瞄精度检测的目的。结果表明:检测精度可达到0.05mrad;整个实时检测系统具有良好的稳定性,能同时适用于实验室和靶场环境。     

电力系统大停电后系统分区恢复的优化算法

电力系统发生大停电事故后,需要将大规模系统划分为几个分区并对每个分区进行并行恢复,然后通过并网来实现整个系统的恢复。该文将系统分区策略与分区内部节点的恢复路径、恢复顺序统一考虑,结合经典的最短路径法与遗传算法,实现最优系统分区恢复方案的求解。在该文算法中,考虑了机组在恢复过程中的启动时间限制,可保证尽可能多的电源点得到及时恢复,并对得到的各分区网架进行潮流的计算校验,对发生潮流越限的分区进行适当调整。以IEEE 30节点系统和河北南网系统作为算例验证该文算法的有效性。     

天津电网黑启动方案

针对天津电网的具体情况,对黑启动电源的选择、路径的选择、电气计算等问题进行了讨论。论述了黑启动电源为系统内具有自启动能力的机组和系统外来电源2种情况;介绍了子系统的划分及天津电网500 kV、220 kV、110 kV电网的路径选择;重点分析了对确定黑启动电源及路径参数的计算。用实例说明了子系统之间的合环,合环后稳态电流和合环冲击电流的计算;在负荷恢复的过程中,应该控制系统频率在49.5～50.5 Hz,电压在0.9～1.1 p.u.。     

多馈入交直流混合电力系统研究综述

在多馈入交直流混合电力系统中,由于交直流输电线路并列运行且多个直流换流站间电气距离较近,交直流系统间、直流子系统间相互影响,对多馈入交直流混合电力系统的控制和保护策略提出了新要求。文章概述了多馈入交直流混合电力系统中换相失败、直流系统故障后的恢复、电力系统功角/电压的稳定性、谐波的相互作用等问题的研究现状,指出了现有控制和保护策略的特点及不足,可为今后多馈入交直流混合电力系统的研究提供参考意见。     

以总能系统观点与用热终端高效化为特征的大中型火电机组联产供热系统新模式

以总能系统观点为指导,本文把联产供热系统视为由六个子系统组成,提出了各子系统火用效率的计算方法和这些效率对供热煤耗和成本的影响,并在此基础上提出了能适用于大中型火电机组的热电联产供热系统的新模式。新模式以用热终端高效化为特征,带动提高一系列子系统的火用效率,并把行之有效的,但一般是小规模孤立使用的现代化节能技术与节能设备,大规模地有机地与热电联产系统融为一体,扩大热网水的降温幅度,对热网水低品位能量进行梯级利用,形成采暖节能与增供电力相互促进相得益彰的机制,使联产供热的煤耗和供热成本大幅度地降低。文中结合世界技术现状和我国经济发展阶段分析了新模式的现实可行性。     

波形松弛法的电力系统暂态稳定性并行仿真计算

仿真计算是进行电力系统暂态稳定性分析迄今为止最可靠的方法.本文提出一个基于波形松弛的电力系统暂态稳定并行仿真新方法.首先按照系统各部分的地理分区将其划分为多个子系统,将通过联络线及边界节点互联的子系统进行等值,从而得出相邻子系统对本子系统的影响;进一步将移置到边界处的子系统等值电流作为子系统间波形交互信息,实现互联子系统之间的解偶和并行松弛求解.在PC集群上的计算结果表明,该算法有比较高的并行加速比和计算效率,在无任何加速措施的情况下,对于较大规模的系统已达到了在线实时计算速度.     

基于相对增益矩阵和 Prony 技术的南方电网FACTS 和 HVDC 之间交互影响分析

高压直流输电(HVDC)及灵活交流输电(FACTS)装置因其优良特性被广泛应用于现代电网中,但是其实际应用时间较短,加之其控制器的复杂性,使得对大规模交直流混联电网中 FACTS 装置之间及 FACTS 装置与 HVDC 间的交互作用的研究不够成熟和完善.文中以定量分析南方电网中FACTS 装置之间以及 FACTS 装置与 HVDC 系统间的交互作用大小为目标,建立了含 FACTS 装置和 HVDC 系统的多机电力系统的线性化模型,并详细阐述了引入不同 FACTS装置及直流系统时,控制变量、输出变量的选择及对代数方程的处理.接着对南方电网进行等值,利用该线性化模型推导出等值系统的传递函数,利用 RGA 方法找出 FACTS 装置之间以及 FACTS 装置与 HVDC 系统间的交互作用的大小.最后通过大扰动下的 Prony 分析验证了 RGA 分析结果的正确性.     

Using a FACTS device controlled by a decentralised control law to damp the transient frequency deviation in a deregulated electric power system

In a deregulated electric power system, energy exchanges may exist depending on load following contracts between agents belonging to different areas. As direct consequence of this, the need may arise for new control apparatus and new effective control laws that favour power flows along specific corridors.In such a context, in the paper a great interest has been devoted to the use of FACTS devices to improve the load–frequency control of the system. Indeed, FACTS devices can regulate the power flow in a transmission line, also improving both transient and dynamic stability.This paper then proposes a method based on the application of the overlapping decomposition technique, to design a decentralised control law of a SSSC device. The principal idea is so to decompose a multi-area power system into two decoupled subsystems. The SSSC represents the former subsystem, while the latter is made up of the whole multi-area power system with inside the conventional controllers. As a consequence, each subsystem may be considered as independent. Greater simplicity hence results in designing decentralised optimal control laws for each of them with respect to a defined performance index.In the paper, in order to verify the validity of the proposed method, some numerical tests are carried out.     

基于等值的电力系统机电暂态仿真并行异步算法

提出了一种基于等值的机电暂态稳定并行异步仿真新方法。该方法将系统按地理位置分区后的各子系统在每一时步进行相互等值,每个子系统利用其他子系统传递来的等值信息进行独立迭代计算;在每一时步的迭代过程中,各子系统只需1次相邻子系统的预测等值信息和校正等值信息;采用异步并行策略进行子系统间的等值信息传递和迭代,及时更新等值信息,从而加速迭代收敛。多个算例表明,文中的方法具有较快的计算速度和较高的计算效率,并具有工程可接受的仿真精度;对于一些大规模的实际系统,已实现实时或超实时仿真速度。     

基于功率传输路径的在线电压稳定性评估新方法

电压失稳本质上是一种局部现象,系统的电压稳定程度可以由最易于电压失稳的功率传输路径的电压稳定性来表征。文中应用局部电压稳定性指标确定薄弱负荷节点,并借助电气距离信息,从无功、有功传输路径两方面确定路径参与节点和关键功率源点,得到系统功率传输的薄弱路径集,通过等值判别最弱功率传输路径,将该路径的电压稳定性指标与关键发电机的无功储备指标相结合,评估整个系统的电压稳定程度。新英格兰10机39节点算例系统的仿真结果表明,该方法速度快、精度高,适合于在线应用。     

Control Lyapunov functions for controllable series devices

Controllable series devices (CSD), i.e., series-connected flexible AC transmission systems (FACTS) devices, such as unified power flow controller (UPFC), controllable series capacitor (CSC) and quadrature boosting transformer (QBT) with a suitable control scheme can improve transient stability and help to damp electromechanical oscillations. For these devices, a general model, which is referred to as an injection model, is used. This model is valid for load flow and angle stability analysis and is helpful for understanding the impact of the CSD on power system stability. Also, based on Lyapunov theory a control strategy for damping of electromechanical power oscillations in a multi-machine power system is derived. Lyapunov theory deals with dynamical systems without inputs. For this reason, it has traditionally been applied only to closed-loop control systems, that is, systems for which the input has been eliminated through the substitution of a predetermined feedback control. However, in this paper, we use Lyapunov function candidates in feedback design itself by making the Lyapunov derivative negative when choosing the control. This control strategy is called control Lyapunov function (CLF) for systems with control inputs