电网静态电压稳定控制数学模型的研究

在系统最近崩溃点的基础上，以系统的负荷功率裕度定义了系统的静态电压稳定裕度。目标函数考虑了系统的安全性和经济性，并以系统的控制变量、输出变量、支路传输功率和静态电压稳定功率裕度为约束条件，建立了提高系统静态电压稳定裕度的电压稳定控制数学模型。在控制模型中提出了安全经济协调因子和综合控制调节顺序加权系数的概念。使静态电压稳定控制模型更实用化。     

基于随机优化的割集空间电压稳定域可视化

电压稳定域可视化能够方便调度人员监视电力系统的电压安全裕度,为其决策提供依据。为克服现有算法不能给出概率意义可信度的不足,分别提出了基于理想模型（独立正态分布）的随机优化算法和基于一般模型（非独立正态分布）的数据拟合Monte Carlo算法,以实现割集空间电压稳定域的可视化。其中,基于理想模型的随机优化算法不需要产生大量的随机数,计算过程简洁、高效,且可得到割集空间电压稳定域边界超平面近似的方程。进一步,为了评价利用该超平面方程判断电压稳定的可信度,提出用随机优化的目标函数———正确率作为置信度指标。基于该指标选择割集功率,可显著提高电压稳定评估的正确率。此外,文中将割集空间概念推广到拟割集空间,使电压稳定域的可视化更准确,更易于工程实现。IEEE 39节点系统的仿真分析验证了所述算法的有效性。     

基于微扰的割集电压稳定域局部边界求解方法

给出通过对运行点实施微扰以获得割集电压稳定域（CVSR）局部边界的新方法。首先利用潮流追踪,确定对割集每条支路潮流影响最大的发电机 — 负荷节点对,通过对其实施控制以实现对每条支路潮流增、减双向的精确微扰;然后利用微扰后的运行点,确定系统的电压稳定临界点,进一步得到CVSR边界在增、减两扰动方向上的局部近似边界;最后,通过平移和加权处理,得到CVSR局部边界的精确结果。多个系统的验证结果表明,该方法可有效降低CVSR边界的拟合误差。     

电力系统割集空间静态电压稳定域的可视化及实现

全域的可视化可以提高电力系统的可观测性，帮助调度人员快速估计系统当前的安全状态，针对应采取的预防性措施做出正确的预断。介绍了静态电压稳定域可视化系统的理论与数值仿真依据，以及在河南电网调度通信中心能量管理系统(EMS)上的可视化软件的开发情况。该软件包以定时获取SCADA实时量测数据为基础，快速计算关键断面在割集功率空间中的潮流传输极限边界，并采用OpenGL 3D图形开发技术首次实现了电力系统稳定域在EMS上的可视化，为运行调度人员提供了系统电压稳定性测度的直观显示。由于避免了大规模的连续潮流计算，每个计算周期在几秒至几分钟内（由网络规模大小决定）即可完成，因此在线电压稳定性监视功能得以实现。软件包在Digital UNIX操作平台上开发，对多种UNIX系统具有很好的兼容性和可移植性，为在新一代EMS中嵌入该功能模块奠定了良好的基础。     

电压稳定裕度指标分析方法综述

对现有的电压稳定裕度指标分析方法进行了总结和评述。对复杂系统采用P —V或Q—V曲线分析电压稳定的局限性进行 了 讨论，指出P—V,Q—V曲线是描 述简单系统（两维空间）电压稳定性的工具，但并不能很好地描述复杂系统（多维空间）的 电压稳定性。当选定区域的负荷节点功率增长，其它负荷节点功率保持不变时，判断是否到 达负荷极限点的判据dλ/dk=0并不一定成立。最后，还指出了计算裕度指标时所面 临的困难。     

功率大扰动下电压稳定域的研究

电力系统的在线安全监控中，电压稳定域的研究具有重要的意义。在完整考虑各种重要动态机制的基础上，针对功率扰动的情况，对分接头位置和母线电压空间中的电压稳定域和复功率注入空间中的电压稳定域分别进行了研究，在上述空间中分别刻画出了电压稳定域的边界,所研究的时间框架涵盖了电压稳定的暂态与中期的过程。通过大量仿真研究得到了关于电压稳定域边界的一些规律性认识，提出了关于临界功率扰动向量的事实，即可以把各台变压器分接头分别锁定在任一既定位置上，通过仿真来寻找临界功率扰动向量。该经验律的发现可以大大减少注入功率空间中电压稳定临界点搜寻方案组合的数目。同时还发现，注入功率空间中临界功率扰动向量的集合可以使用超平面近似表示，这一结果对电力系统的在线安全监控具有重要的应用价值。     

基于可信度区间的静态电压稳定性评价

在电网负荷注入水平和增长方式都不确定的情况下,给出了一种新的以区间形式表示的电 压稳定评价模型。该模型不仅能处理变量的区间特性,还可以计及其概率分布,为不确定方式下的 电压稳定性分析提供了一种新思路。然后采用线性规划法对模型进行求解,解决了双端不固定条 件下的最短路径问题。最后在IEEE 30节点系统中验证了所提出的算法的快速有效性。     

电压稳定和功角稳定关系的平衡点分析

分析了一个典型系统的平衡点与负荷功率、发电机功率的关系，表明静态电压稳定和功角稳定本质上都可视为一种不稳定平衡点的模式，揭示了系统失稳模式随潮流改变而转变的现象，还指出了P-V曲线的下半分支和其他分支蕴含了丰富的系统分岔信息，可从中了解系统不稳定平衡点的产生和消失情况。对不同负荷模型的分析结果则说明了不同负荷模型会导致不同的失稳模式。所得结论具有普遍性，对深入研究复杂系统下电压稳定和功角稳定关系有一定的价值。     

论电力系统电压稳定几种实用判据和安全指标

对电力系统电压稳定性的实用判据和安全指标进行了比较分析，分析了 现有实用判据误差的主要来源，对提高实用判据的精度和选择安全指标提出了新的观点。     

基于静态等值的在线实时电压稳定性分析

在综合分析电压稳定及等值方法的基础上，结合电力系统自身的特点和要求，基于电压稳定 的基本概念提出了一种静态等值的新方法，利用这种方法可以迅速作出Q—V，P—V或P—Q曲 线，适合于在线实时分析电压的稳定性，并通过数字仿真证明了该方法的有效性。     

静态电压稳定分析的故障筛选和排序方法

提出一种新的故障筛选和排序方法。首先，定义一种负荷裕度阈值，用连续潮流法计算此裕度下的潮流工况，在此工况下，利用最优乘子法依次求解所有的开断潮流，将有解的大部分开断作为安全故障筛选掉，少量无解的则为不安全故障。然后，在基态下利用最优乘子法依次求解不安全故障的开断潮流。有解则为危险故障，并用连续潮流法求解负荷裕度，按裕度给出排序;无解则为失稳故障，结合最小二乘潮流解失配量中隐含的校正控制灵敏度信息，使用序列线性规划法给出使潮流恢复有解的最小切负荷代价，据此代价来排序失稳故障。新英格兰10机39节点系统的仿真结果验证了所提出的方法能快速、可靠、全面地实现电压稳定的故障筛选和排序。     

考虑电压稳定性的无功定价

基于边际价格理论，提出考虑系统电压安全风险的无功定价数学模型。该模型不但隐含了系统静态电压稳定性的信息，也反映了将系统从当前的暂态电压不安全的状态引导到安全的要求。通过满足暂态电压安全约束的无功发电调节与切负荷总代价最小化问题，来表示暂态电压安全风险。仿真算例表明该方法能较好地引导用户，有利于电压稳定性。     

综合动态安全与静态电压稳定的协调预防控制

考虑不同稳定问题的预防控制措施通过控制中心的调度计划施行，共用一个控制通道，它们之间需要进行协调。首先提出了考虑综合安全约束的最优潮流（CSC-OPF）模型来描述协调预防控制问题，给出了该模型的2种应用模式:对当前运行点的最低成本协调预防控制和以提高极限传输功率为目标的最低成本控制。通过将综合安全约束解耦为运行可行性子约束、静态电压稳定子约束和动态安全子约束，将CSC-OPF模型转化为一个线性优化模型并采用连续线性规划方法来求解。通过新英格兰10机39节点系统算例验证了该方法的有效性。     

一种考虑母线短路容量的电压稳定解析方法

短路容量是系统电压强度的标志。文中提出一种考虑母线短路容量的电压稳定解析方法, 揭示了母线短路容量与低压负荷母线电压稳定的解析关系。在对电源侧戴维南等值的基础上,基 于配电网的等值负荷模型在不增加系统规模的情况下使电压稳定分析更符合实际。推导得到的保 持电压稳定的临界最小短路容量是一个综合性的电压稳定参数,可以直接全面量化配电网负荷侧 的变化对电压稳定的影响。比较临界最小短路容量和实际短路容量可以快速评估母线的电压稳定 性,跟踪二者的变化可以明确区分造成电压失稳的根本原因,从而为电压稳定控制提供更加明确的 参考依据。为母线短路容量应用于广域电压稳定的在线评估和控制提供了强有力的理论支持。     

Use of Static Compensators for Voltage Control at 330- and 500-kV Substations

A scheme for compensating the reactive power and controlling the voltage of high-voltage, intermediate-voltage, and low-voltage buses of 330 – 500-kV substations, which consist of static thyristor compensators (STC) on low-voltage autotransformers and controlled shunting reactors on high-voltage lines, is presented. It is shown that the STC can be created step-by-step beginning with the reactive part on substations with low-loaded lines. Results of installation of reactor groups of STC stepwise-controlled by vacuum switches at 330- and 500-kV substations are presented. Tests of the reactor groups have proved their high efficiency.     

电力系统潮流可行域边界拓扑性质及边界算法

电力系统潮流可行域是一种评估系统静态安全的有效手段。文中探讨了不同子空间的潮流可行域边界的拓扑性质，提出了新的边界算法。首先，在把潮流可行域划分为负荷注入子空间与发电注入子空间的基础上，通过大量算例发现2个子空间的可行域边界具有截然不同的拓扑特性，特别是发电注入空间的潮流可行域边界在系统实际可能的运行范围内呈现较好的线性特性。然后在混合法的基础上，提出一种新的高维发电注入空间中潮流可行域L1范数最远边界点算法，该算法避免了频繁启动连续潮流计算，其结果的多解性也被用来进一步检验潮流可行域边界拓扑性质。     

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。