基于主导不稳定平衡点法的暂态电压稳定性研究

文章提出了一种基于主导不稳定平衡点分析电力系统暂态电压稳定性的方法。首先采用启发式的方法,得到电力系统中计算电压型主导不稳定平衡点的初值,然后引入牛顿同伦法,以降低主导不稳定平衡点对初值的敏感度,使所得到的初值可以有效收敛到电压型主导不稳定平衡点上。另外,还考虑了多电动机的动态负荷模型,并通过大扰动下的电压薄弱节点识别寻得主导负荷母线,提升了该启发式方法的模型适用性与推广性。结合能量函数与得到的主导不稳定平衡点,能有效求取多机系统暂态电压失稳的临界切除时间。最后在3机9母线系统上验证了上述方法的有效性。     

论电力系统不稳定平衡点和暂态稳定性的计算

提出了如何分多步演算来保证用泰勒展开式解发电机转子运动微分方程组的精确度,求得临界暂态稳定点来代替不稳定平衡点作为判据。还证实有些不稳定平衡点的势能不是最大的临界值,而且事故后发电机转子的运动轨迹很少达到直接法求得的不稳定平衡点。     

不稳定平衡点与暂态稳定性

本是献（１）的续篇，通过对多机电力系统作具体分析研究，笔发现不稳定平衡点数只与发电机的台数相同，而不同献（２）所说的点九，并还发现在某些情况下可能还要作第二次摇摆暂态稳定性的验算，本给出了验算方法。     

应用神经网络决定电力系统暂态稳定切机控制规律

提出一种应用单隐层前向神经网络决定多机电力系统暂态稳定切机控制 规律的方法。分析了所选神经网络输出量与输入量之间的映射关系,并给 出了6机试例系统的结果。     

再论电力系统不稳定平衡点对暂态稳定性的影响

经图解法分析，发现多机电力系统可能有多个不稳定平衡点，其中两台发电机的相角差大于１８０°，甚至３６０°。本文对它们的特点及对暂态稳定性的影响作了分析与讨论。     

基于伴随系统理论的电力系统主导不稳定平衡点求解方法

提出了一种基于伴随系统理论的电力系统主导不稳定平衡点的求解方法。对于一大类非线性自治动力系统,可以构造原系统的伴随系统, 该伴随系统是一个梯度系统,原始系统的所有平衡点都是伴随系统的渐近稳定平衡点,并且每一稳定平衡点存在解析形式的 Lyapunov函数。通过研究故障中轨迹在伴随系统中的势能变化, 可求得一个沿故障中轨迹分布的不稳定平衡点的集合, 进而采用切平面筛选法可以快速求解与故障中轨迹相关的主导不稳定平衡点。该方法不仅具有概念清楚、计算步骤简洁等优点, 而且不依赖于系统能量函数的存在性, 因而较以往的方法更具通用性。通过对 IEEE 39 节点电力系统的实际仿真结果表明, 该方法可以快速准确地求解电力系统的主导不稳定平衡点。     

改进伴随系统法求解电力系统主导不稳定平衡点

伴随系统法是用于电力系统暂态稳定分析的一种新方法。根据该方法,故障后电力系统的主导不稳定平衡点可以通过求解相关伴随梯度系统的渐近稳定平衡点得到。文中对上述方法做了进一步改进。对于故障清除后的电力系统所对应的非线性自治系统模型,可以构造一族与之相关的梯度系统,这些梯度系统共享一个势能函数和相同的平衡点。通过在状态空间中不同的点处选择势能下降快的系统进行积分,并考虑到误差控制,可以更快地找到稳定边界上的主导不稳定平衡点。IEEE 10机39节点系统的仿真结果证实改进方法有较明显的效果。     

电力系统暂态稳定切机控制策略表的快速整定方法

提出了一种基于轨迹凹凸性理论的暂态稳定切机控制策略表整定方法,该方法能够有效提高策略表整定过程的效率,避免了大量的重复性仿真工作。针对会给系统带来重大冲击的预想故障,基于时域仿真结果,可以得到系统的暂态功角稳定性;当系统发生暂态失稳时,根据不稳定事故的仿真信息,得到控制时刻和不稳定平衡点处的功角以及控制时刻的角速度,可以计算出较准确的控制量。实际电网系统的仿真结果验证了所提整定方法的快速性。     

神经网络用于暂态稳定切机控制的研究

讨论了应用神经网络进行电力系统暂态稳定切机控制的方法、包括网络设计、特征量抽取以及样本的生成等，并将其成功应用于６机２２节点系统的实例作了介绍。     

基于暂态能量的电力系统切机控制措施

为了实现更准确有效的电力系统紧急控制,提出了一种考虑惯性时间常数变化的切机量计算方法,并在加速机群进行分配。该方法基于系统等值二机系统的暂态过程能量进行求解,所需数据均可通过广域测量得到,不需要依赖电力系统的具体模型和参数,可以实现对电力系统的实时控制,计算量小,方便灵活。同时考虑了在切机过程中系统的惯性时间常数的变化,使得切机控制更加准确。通过对新英格兰10机39节点算例的仿真分析,验证了该控制方案的有效性。     

含暂态能量裕度约束最优潮流问题的线性规划解法

提出了计及暂态稳定约束最优潮流问题的线性规划模型。利用暂态能量裕度的解析灵敏度分析方法表达暂态稳定裕度增量与控制变量增量之间的线性关系,以此显式描述暂态稳定性约束,并加入到常规线性化最优潮流的不等式约束中。并采用单纯形法求解。对WSCC3机9节点系统的优化计算结果表明,该模型能较好地保证系统的暂态稳定性,有效地解决系统运行的经济性和安全性的结合问题。     

在线生成策略表与实时预测切机

按照策略表切机是电力系统中提高暂态稳定的有效方法之一。利用能量裕度灵敏度法在中央处理单元在线修改策略表、在故障监测单元实施实时匹配和就地预测发电机暂态稳定以决定是否切机。在厂站采用“当前”统计模型、常加速模型及常速模型构成的交互式多模型(IMM)自适应滤波算法。跟踪预测发电机转子角度。当预测到机组失稳时，按照策略表及实时匹配情况，方始发出切机命令。这种紧急切机控制的并行双重算法能有效地防止误切机组。通过经典模型下新英格兰10机39节点系统的应用说明算法的有效性。     

考虑负荷动态模型的暂态电压稳定快速判断方法

提出一种负荷采用三阶感应电动机并联恒阻抗动态模型时系统暂态电压稳定快速判断的方法。针对采用牛顿法求取故障后系统主导不稳定平衡点(controlling unstable equilibrium point,CUEP)存在的初值选取难题,提出一种实用但不失严谨的解决方案：通过识别给定故障的主导负荷母线,对主导负荷母线以外系统由故障后稳定平衡点处的状态进行戴维南等值,对负荷中感应电动机部分采用其稳态等值电路,再由感应电动机的转矩特性求得CUEP附近的一个点作为近似的CUEP,以此为迭代初值可靠求得CUEP;采用二阶正规型来近似CUEP的稳定流形的方法求得近似的局部吸引域边界;由仿真得到故障清除时刻系统的状态并根据该状态是否位于吸引域内判断系统的暂态电压稳定性。文中推导出了该方法的系统数学模型的一般化描述,并通过对一个5节点系统和IEEE-9节点系统的计算结果验证了该方法的正确有效和良好精度。     

电力系统暂态安全的观测与控制

电力系统的暂态安全问题主要是由大扰动引起的。暂态安全防御需要对大扰动引起的功角失稳进行有效的观测和控制。本文分析了紧急状态下电力系统的运动特征,并为观测和控制的配置提出了秩判据。提出了基于主导不稳定平衡点和临界割集的能观性与能控性分析方法,用于定量分析不同的地点对于故障失稳的不同的观测和控制效果。最后以10机39节点新英格兰系统为例选择了观测和控制的地点。这为设计电力系统的暂态安全防御奠定了基础。     

基于复杂网络理论的切机控制策略

基于复杂网络的同步化控制理论,提出了一种用于暂态功角稳定的切机控制策略计算方法。首先将电力系统状态矩阵的对角元定义为相应发电机的同步能力系数,以反映发电机与网络之间的耦合强度;其次分析了短路故障和切机控制措施对各发电机同步能力系数的影响,并提出了切机地点有效性指标。基于此指标,提出了一种切机控制策略的计算方法,即利用电力系统的线性化模型,确定最佳切机地点和切机量,再利用电力系统的非线性模型进行切机控制策略的可行性校核,从而实现电力系统的暂态功角稳定控制。IEEE-9节点和IEEE-39节点系统的仿真分析证明了算法的有效性。     

利用相平面轨迹特性的暂态稳定控制切机负效应的机理研究

暂态功角稳定控制中往往对领先机群中的机组进行切机控制,目前有多种切机选取原则来选择具体切除的机组,但对可能导致的切机负效应问题无法事前检验并缺乏机理解释。针对这一难点问题,该文利用受扰系统中发电机转子的ω-δ相图,依失稳轨迹定义切机正效应区间和切机负效应区间。在此基础上研究切机控制措施的边界条件,分析多机系统中的切机控制效应,揭示切机负效应产生的机理并给出一种切机负效应的事前检测方法。所提方法不依赖于时域仿真手段,完全基于广域量测信息进行,可事前检测出具有负效应的机组以避免切机负效应。仿真结果验证了所提方法的有效性,为基于广域量测信息的实时暂态稳定分析与控制提供技术支撑。     

暂态功角稳定不稳定平衡点类型和临界割集数量的对应关系

电力系统暂态功角失稳模式同相关不稳定平衡点密切相关。鉴于电力系统失去暂态功角稳定时总是伴随着电力网络的某个或某些临界割集上支路角度急剧地、过大地增长,人们已经认识到电力网络中存在临界割集与系统模型中存在不稳定平衡点是等价的,并提出了用于电力系统暂态功角稳定分析的割集稳定准则。为了使人们能够放心地、正确地运用与临界割集相关的稳定准则,本文以电力系统结构保留模型为基础,从理论上推导出暂态功角稳定不稳定平衡点为i型的当且仅当事故后电力扩展网络中存在i个临界割集。利用上述结论,可以很容易地将割集稳定准则应用于多群失稳的情况,以消除原准则的保守性。