电压失稳预防校正控制初探

国内外重大停电事故的发生进一步显示了研究电压稳定问题的重要性,其主要研究目的之一是探求预防电压失稳的控制策略。首先介绍了预防电压失稳的常用控制措施及其功能特点,然后提出在工程应用中预防电压失稳的控制方案,最后利用VSAT仿真工具对BCH(B.C.Hydro)系统进行了电压稳定仿真分析。仿真结果进一步验证了研究电压失稳的预防校正控制措施是一项具有重要意义的工作。     

北京电网预防电压失稳策略研究

近年来世界范围内电压崩溃事故的多次发生说明了现代大电力系统电压稳定问题日益突出。如何对其进行全面的、系统的和有效的分析是电力工作者当前所要解决的重大理论问题。主要采用了VSAT和TSAT分析软件从静态分析和暂态分析角度对北京电网进行全面的电压安全性评估。首先介绍了提高电压稳定性的控制方法,然后利用静态电压稳定分析方法和动态时域仿真方法来对北京电网进行电压稳定分析,指出现存的电压稳定问题。最后提出了预防电压失稳事故应采取的措施,对北京电网的改造和更为稳定的运行具有重要的指导意义。     

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.     

在线多预想故障静态电压崩溃预防控制

提出在线多预想故障静态电压崩溃预防控制问题的数学模型及相应的数值计算方法。该模型以最小控制代价为目标,综合考虑了预防控制后正常运行点的可行性及多预想故障条件下的静态电压稳定裕度要求。对于多预想故障静态电压崩溃预防控制问题的求解,借鉴规划领域积极约束集策略的思想,在裕度扫描的基础上确定关键预想故障集,根据关键预想故障集计算预防控制策略,而后对预防控制后的电网进行裕度扫描,确定新的关键预想故障集,循环执行直至所有预想故障条件下的静态电压稳定裕度都得到满足。通过福建电网的数字仿真验证了模型的正确性及算法的有效性。     

综合考虑负荷增长和多预想故障的静态电压失稳预防控制策略

提出的综合的静态电压失稳预防控制策略以最小控制代价为目标,综合考虑了负荷增长方式和多预想故障条件下的静态电压稳定裕度约束对系统静态电压稳定性的影响。该策略分2步进行:首先考虑负荷增长的影响,若系统在未来运行点不满足静稳指标,则找出系统的薄弱区域和负荷最安全变化方向,在此方向进行合理的无功补偿;其次考虑多预想故障条件下系统的静态电压稳定裕度约束,并引入关键故障集的概念求解计算优化策略,施加控制措施后再进行扫描确定新的关键故障集,循环直至对所有故障都满足裕度要求。IEEE-39节点算例证明了该综合预防控制策略的有效性。     

基于统一灵敏度法的静态电压稳定预防控制

针对低电压校正控制和电压稳定裕度提高的预防控制采用不同的灵敏度指标和控制程序问题,提出了新的静态稳定预防控制方法。该法基于电压稳定灵敏度的等效分析,对电压校正和提高稳定裕度的控制措施进行综合排序,对不同类型的严重故障加入相应的控制约束,建立基于灵敏度的优化控制子问题实现对两方面的安全控制。在算法实现中,采用曲线拟合方法快速计算故障后的稳定裕度,并分析了提高算法效率的方法。该算法不需要计算零特征根的左特征向量,节省了计算量,且在临界点处能够提供相同的控制灵敏度排序。通过对实际的703节点系统仿真,结果验证了所提出的方法是有效的。     

基于发电机功率分配因子的静态电压稳定预防控制

针对静态电压稳定预防控制实用性的问题,提出一种在线静态电压稳定预防控制算法。该算法引入未来时刻发电机功率分配因子作为电压稳定裕度的控制变量,利用电压稳定裕度对各类控制参数的灵敏度信息,通过集中调度和预选参与调度集等策略,形成预防控制所需要的线性规划模型,给出预防电压失稳的调度方案。算法的优点是可将严重故障和失稳故障放在统一的模型中求解;引入未来时刻发电机功率分配因子作为电压稳定裕度的控制变量,可有效地减少其他控制参数的调整量。对湖南实际电网750节点系统的试验,证明了所提方法的有效性和实用性。     

考虑节点负荷波动的静态电压稳定预防控制方法

介绍了考虑节点负荷波动的节点静态电压失稳概率指标,提出了一种降低节点静态电压失稳概率指标的预防控制方法。该方法以薄弱节点的电压幅值最小为目标函数,通过调整发电机出力和切负荷降低节点静态电压的失稳概率指标。某682节点系统的仿真计算结果表明,该方法考虑了负荷功率因数的变化和负荷波动,具有计算量小、计算速度快、程序设计简单等优点。     

静态电压稳定预防控制的风险评估

考虑到电力系统运行状态的不确定性对静态电压稳定预防控制的影响,提出了静态电压稳定预防控制的风险评估方法。该方法首先根据关键预想故障发生的概率及其严重性确定出不同的关键预想故障集合;然后针对各故障集合建立了具有全二次特点的静态电压稳定预防控制优化模型,得到相应的预防控制策略;最后对实施不同控制策略后的系统进行静态电压稳定风险评估,根据静态电压稳定风险指标以及预防控制代价确定出合理的预防控制策略。IEEE 14节点系统的仿真分析表明了所提方法的正确性和有效性。     

电压失稳静态分岔点的统一追踪方法

基于分岔理论,提出一种电压失稳分岔点自适应追踪方法,统一考虑电压崩溃的2种主要分岔形式--传统的鞍结点分岔(SNB)和新型的极限诱导分岔(LIB),并精确实现了各种设备极限.从系统的基态运行点出发,采用带预测-校正步骤的延拓算法追踪系统的平衡解流形,以设备极限点(LP)指导追踪步长,直至发现LIB点,同时给出LIB的判别条件;当不存在设备极限点时,以自适应步长控制追踪SNB点.以New England-39节点系统为例对所提方法进行了验证.仿真结果表明该方法的有效性和实用性.     

An approach to corrective control of voltage instability usingsimulation and sensitivity

This paper deals with the diagnosis of power system voltage collapse situations, following large disturbances and/or load increases. A method is proposed to identify the set of buses where load restoration is responsible for the collapse and to determine the corresponding corrective actions. It has been implemented in a fast voltage stability simulator, using sensitivity techniques. Tap changer blocking and load shedding are illustrated on a real-life 410-bus system     

A corrective control for angle and voltage stability enhancement onthe transient time-scale

This paper deals with the development of a nonlinear programming methodology for evaluating load shedding (LS) as a corrective action to improve the dynamic security of power systems when angle or voltage instability is detected. A centralized corrective control is developed, on the basis of online DSA computations, in order to ensure corrective actions when a threatening contingency actually occurs. The algorithm is implemented and tested on the actual Italian grid managed by ENEL S.p.A     

Preventive/corrective control for voltage stability using directinterior point method

This paper describes the applications of the interior point (IP) method on preventive/corrective control (PCC) for voltage stability. The mathematical model of preventive/corrective control, based on the control costs, is proposed. In the real time mode, the preventive control is carried out when the voltage stability margins between the operating point and the stability boundary are too small. In the study mode, the corrective control is carried out when the voltage is insecure. After preventive/corrective control, not only should the system operation point be in the voltage secure area, but some voltage stability margins should also be maintained. The approach proposed has been successfully tested on five systems-from 100 bus system to 4000 bus system     

SVC控制引起的电压振荡失稳研究

在发生电压崩溃的单机-动态负荷系统中，采用传统SVC控制器（静止无功补偿器）提高其电压稳定性：研究表明SVC控制可以延迟系统鞍结分岔点，大大提高系统电压稳定性。但新状态变量的引入改变了系统特性，使得系统在发生鞍结分岔之前，先经历一个Hopf分岔。时域仿真表明，此Hopf分岔诱导系统发生振荡型电压失稳，系统的负荷极限由Hopf分岔参数决定。因此，在使用FACTS控制器提高系统电压稳定性时，要详细考虑其对系统中各种分岔的影响，综合优化控制器的设计和安装。     

基于动态量测量的电压失稳性判据研究

广域测量系统的发展和应用为电压稳定性的在线监测奠定了基础。研究基于动态量测量的电压稳定性判别成为新的挑战。在综合分析P-V曲线和V-Q曲线特性的基础上,解释了电力系统电压失稳的机理并提出了一种跟踪动态量测量的判断扰动后电力系统电压是否失稳的判据。所提判据依据扰动后母线电流、功率及有功和无功的变化规律判断电压是否失稳;该判据原理清晰,计算简捷。EPRI-36节点系统不同工况下数值仿真结果验证了所提判据的正确性和有效性。     

考虑二重预想事故的在线电压稳定预防控制

提出了一种基于原对偶内点算法的安全约束最优潮流的数学模型,以控制代价最小化为目标,不仅考虑了正常状态下的安全约束,还同时考虑到了预想事故后的安全约束以及电压稳定裕度的约束。在线电压稳定评估系统中,同时考虑单重预想事故及其引发的继发性二重预想事故,分别进行筛选和排序,综合形成预想事故集。根据预想事故集,基于上述模型依次对其中每一预想事故进行预防控制,构建在线电压稳定预防控制模块,当系统处于不安全状态时,能够及时提供合理的预防控制策略,保证系统安全运行。以IEEE 118节点测试系统为算例,验证了所提出模型的正确性。     

基于局部曲线拟合的电压失稳预防控制算法

为了快速获得预想失稳故障下的电压稳定预防控制方案,提出了一种基于局部曲线拟合的电压失稳预防控制算法。在深入研究电压稳定鞍结分岔点特性的基础上,利用局部曲线拟合方程式推导了一种无需分岔点处雅可比矩阵零特征值所对应左特征向量即可快速计算负荷裕度灵敏度的方法。根据所求得的灵敏度建立失稳故障的预防控制模型,给出了预防电压失稳的控制方案。对IEEE-57节点系统的仿真结果表明,所提方法能够快速、准确地计算系统负荷裕度灵敏度,并且能够有效地将系统运行点拉回电压稳定安全域。