一种基于故障轨迹的暂态能量裕度计算方法

基于系统故障轨迹求取系统暂态能量裕度可以解决暂态能量函数法的模型适应性问题,在电力系统暂态稳定评估中具有重要意义。深入研究了去掉线性路径假设导致的部分区间内无法沿故障轨迹计算暂态势能的问题,并提出以故障清除时刻为暂态势能参考点和补偿裕度的概念,给出了一种沿故障轨迹的暂态能量裕度计算方法。仿真计算表明了该方法的有效性。     

修正的暂态能量裕度评估策略

验证了修正的暂态能量函数可应用于部分恒阻抗、部分恒功率的电力系统模型，并在此基础上提出一种新的暂态能量函数评估策略。应用这种策略可以高效大量地滤除对系统稳定性无危害的故障，确定对系统有危害或有危害的故障并分析其修正的暂态能量裕度，更重要的是，这种分析策略可以和系统分析的商业软件如BPA电力系统分析软件等结合使用，以评定系统的稳定指标。为了便于比较不同的故障对系统安全的危害程度，还将修正的能量裕度转化为裕度。文章最后报道了新英格兰10发电机39节点系统及国内华北电网上的验算结果，以说明该分析策略的高效性。     

一种解析的暂态能量裕度灵敏度及其应用

暂态稳定裕度对发电机出力的灵敏度在暂态稳定预防控制中具有重要应用价值。给出了一种解析的暂态能量裕度对发电机出力的灵敏度。采用电力系统结构保留模型,有功负荷采用恒功率模型,无功负荷采用恒阻抗模型,推导得到了暂态能量裕度对发电机出力灵敏度的解析表达式。推导过程中的主要假设条件是所采用的结构保留模型以及故障过程中发电机输出电磁功率不变的假设,无其他近似。得到的灵敏度公式便于计算,可应用于电力系统详细模型。灵敏度的大小可用于指导暂态稳定预防控制。仿真结果验证了灵敏度的准确性及其应用于暂态稳定预防控制的有效性。     

暂态能量裕度的解析灵敏度分析

本文首次推导了保留结构模型下暂态能量裕度对发电机有功出力灵敏度的解析表达式,详细地给出了用势能界面法(PEBS)求暂态参量裕度灵敏度的计算方法和计算过程。最后,本文利用暂态能量裕度对发电机出力的灵敏度进行暂态稳定预防控制,以提高系统的暂态稳定性。对两个试验系统的计算结果表明,本文的方法是可行和有效的。     

基于轨迹信息的暂态稳定裕度研究

以详细数值积分得到的轨迹信息为基础,利用轨迹暂态能量函数的概念和思想,提出了一种理化系统稳定性的方法,即构造了暂态稳定指标ＳＩ和不稳定指标ＵＩ,数值仿真结果表明,所构造指标是合理和有效的。该方法克服了数值积分只能定性分析不能定量分析稳定性的缺点,同时具有数值积分的优点－－广泛的模型适用性。     

含暂态能量裕度约束多故障最优潮流计算

借助暂态能量裕度对发电机有功和无功出力的解析灵敏度，将暂态能量裕度约束直接加入最优潮流模型中，建立含暂态能量裕度约束多故障最优潮流逐次线性规划模型，采用单纯形法求解，取得了较好的效果。此外，还提出了根据大步长单故障最优潮流近似计算获得的暂态能量裕度进行故障扫描方法，并寻找到同一失稳模式下影响系统稳定的关键故障，验证了满足关键故障稳定性要求的最优潮流解可以同时满足同失稳模式下的其它故障的稳定约束。新英格兰10机39节点系统的最优潮流及暂态稳定计算验证了所提方法的有效性。所有优化结果均用一个在电力系统中广泛使用的暂态稳定仿真程序进行了验证。     

基于暂态能量裕度灵敏度计及暂态稳定约束的优化潮流计算

提出了一种基于暂态能量裕度灵敏度的含有暂态稳定约束的优化潮流算法.它用时域仿真法对系统进行暂态稳定分析,提前滤除不失稳故障,并结合混合法计算失稳故障的能量裕度.依据最严重故障的能量裕度与发电机有功出力变化量的近似线性关系及能量裕度对发电机有功出力的灵敏度来调整发电机的有功出力.在计算程序中充分运用变步长搜索策略提高了计算效率,对考虑多个预想故障的含有暂态稳定约束的优化潮流问题具有良好的全局收敛性.最后通过IEEE 30节点系统和IEEE 57节点系统验证了该方法的有效性.     

基于暂态能量裕度灵敏度分析的动态切负荷计算

提出了一种暂态能量裕度灵敏度与潮流分配因子技术相结合的电力系统动态切负荷方法.运用暂态能量裕度灵敏度法可以快速导出系统稳定极限,采用暂态能量裕度对接口流的灵敏度来计算接口流极限,将故障时刻系统的负荷分布与系统的接口流极限进行比较最终获得动态切负荷方案.并通过算例验证了该方法的可行性与有效性.     

基于PEBS法的暂态能量裕度灵敏度快速计算

提出了一种基于PEBS法暂态稳定分析的能量裕度灵敏度计算方法.该方法以系统故障前稳定平衡点作为暂态势能参考点,沿持续故障轨迹采用数值方法计算暂态势能.在系统持续故障仿真和灵敏度动态方程计算过程中,引入高阶Taylor级数展开技术,可以在保持计算精度的前提下提高计算步长,显著提高计算速度.将到达临界势能点的判据展开以时间为自变量的多项式形式,通过解方程求得到达临界势能点的时间,从而快速确定临界势能点的位置.提出的能量裕度灵敏度分析方法包括两方面:计算故障前机组机械注入功率变化对能量裕度的灵敏度,用于指导预防控制;计算故障切除后的控制措施对稳定裕度的影响,用于指导紧急控制.New England 10机系统算例验证了该方法的有效性.     

基于PEBS法的暂态能量裕度灵敏度快速计算

提出了一种基于PEBS法暂态稳定分析的能量裕度灵敏度计算方法。该方法以系统故障前稳定平衡点作为暂态势能参考点,沿持续故障轨迹采用数值方法计算暂态势能。在系统持续故障仿真和灵敏度动态方程计算过程中,引入高阶Taylor级数展开技术,可以在保持计算精度的前提下提高计算步长,显著提高计算速度。将到达临界势能点的判据展开以时间为自变量的多项式形式,通过解方程求得到达临界势能点的时间,从而快速确定临界势能点的位置。提出的能量裕度灵敏度分析方法包括两方面:计算故障前机组机械注入功率变化对能量裕度的灵敏度,用于指导预防控制;计算故障切除后的控制措施对稳定裕度的影响,用于指导紧急控制。New England 10机系统算例验证了该方法的有效性。     

基于轨迹灵敏度的能量裕度灵敏度解析算法

电力系统参数的变化对系统稳定性有很大的影响,如何确定这些参数的变化在给定故障情况下对系统稳定性的影响、改变哪些参数对系统稳定性影响更大具有重要意义。提出了一种系统能量裕度灵敏度的解析算法,从能量裕度的数学表达式出发,利用能量裕度的全微分公式进行灵敏度计算。该方法计算比较灵活,考虑了发电机动态过程对轨迹灵敏度的影响,计算能量裕度对系统参数的灵敏度。该算法在IEEE50机系统中进行了测试。     

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.     

基于S变换暂态能量与方向的无整定配电网选线新方法

为了提高配电网单相接地故障时选线的准确性和可靠性,提出了一种基于S变换暂态能量与方向的无整定配电网选线新方法。通过S变换计算各条线路故障特征频率下的暂态能量参数与综合相角参数,利用欧氏距离算法融合二维信息得到每条线路的特征距离,比较实时特征样本的故障距离和健全距离大小实现基于无整定保护判别的配电网故障选线。仿真结果表明,该方法受故障位置、故障合闸角、故障电阻、网络结构等因素影响较小,且判据裕度较高。该方法相比单一判据方法更加适用于结构复杂的配电网系统,同时不必人为规定继电器的动作特性,即无需人为设定判别整定值,具有很高的选线准确性和鲁棒性。     

利用暂态幅值故障测度的谐振电网故障选线

为了准确检测出谐振电网单相接地故障,提出一种基于暂态幅值故障测度的故障选线方法。通过模量变换,分析发生故障后的故障馈线和正常馈线,利用电流的小波模极大值特性得出零模初始电流小波模极大值的规律。结合此规律和一般故障测度的定义,定义了暂态幅值故障测度。故障馈线的暂态幅值故障测度最大,正常馈线的暂态幅值故障测度大于0且接近于0,据此检测出故障馈线。理论分析和ATP仿真结果表明,该方法能有效准确地检测出谐振电网单相接地故障,不受消弧线圈的影响,证明了该方法的正确性。     

基于多级高阶辛Runge-Kutta方法的暂态稳定性并行计算方法

将 级 阶的辛Runnge-Kutta方法用于电力系统暂态稳定性计算,利用矩阵分裂技巧以及矩阵求逆运算的松弛方法,导出了一种新的暂态稳定性并行计算方法,具有较好的时间并行特性和超线性收敛性。利用IEEE 145节点系统,对导出的并行算法进行了仿真测试和评估。仿真测试结果表明,所提出的并行算法具有很好的收敛性,有效地解决了时间并行度与收敛性之间的矛盾,可以获得较高的加速比和很好的并行计算效率。     

基于多级高阶辛Runge-Kutta方法的暂态稳定性并行计算方法

将s级2s阶的辛Runnge-Kutta方法用于电力系统暂态稳定性计算,利用矩阵分裂技巧以及矩阵求逆运算的松弛方法,导出了一种新的暂态稳定性并行计算方法,具有较好的时间并行特性和超线性收敛性.利用IEEE 145节点系统,对导出的并行算法进行了仿真测试和评估.仿真测试结果表明,所提出的并行算法具有很好的收敛性,有效地解决了时间并行度与收敛性之间的矛盾,可以获得较高的加速比和很好的并行计算效率.     

基于小波去噪和暂态电流能量分组比较的小电流接地选线新方法

分析了故障选线的现状和基于故障暂态电流选线的优势,提出了消弧线圈接地系统中基于小波去噪和暂态电流能量分组比较的选线新方法。该方法先将含噪电流信号进行小波软阈值消噪,然后将去噪后的信号排序,分组求能量并归一化,接着对其进行阈值处理即可得到各个出线的累加变量值,比较这些值的大小,便可选出故障线路。该方法不受补偿度、故障地点、过渡电阻、负荷大小和故障相角的影响,原理简单、可靠、计算量小、抗干扰能力强,仿真证明了该方法的有效性。