动态电力系统求取最近鞍点分岔边界的新方法

定义系统当前运行点到鞍点分岔点的欧式距离为动态电力系统的电压稳定裕度(负荷裕度),该裕度衡量动态系统稳定运行的负荷增长承受能力.提出了寻求关键特征值的指标,通过该指标,可以给出发生鞍点分岔的初始负荷增长方向,保证系统在到达鞍点分岔点之前不会遭遇其他分岔点.也提出了参数空间下求取动态电力系统发生最近鞍点分岔边界的迭代算法,分析并判断了系统到达该分岔点对应的最危险负荷增长方式.采用IEEE3节点和IEEE57节点仿真系统进行方法验证,仿真结果显示该算法的有效性和良好的收敛性.     

电力系统功率注入空间的动态安全域

本文根据电力系统结构保留模型和微分拓扑理论,阐述了用一组超平面近似描述动态安全域边界的理论依据,给出了决定这些超平面的解析表达式,并用算例作了验证。     

典型电力系统模型的双参数分岔分析

针对一个典型的电力系统模型,综合考虑了负荷节点的有功和无功率荷对电压稳定的影响,对模型进行了双参数分岔分析,求得到了参数空间中的鞍节点分岔曲线和霍普夫分岔曲线。结果表明,在有功负荷水平较低时,系统在达到ＳＮＢ点之前会首先遇到ＨＢ点,因此系统会出现振荡失稳;随有功负荷的增国ＨＢ曲线将达到极限点;如果有功负荷继续增加,则ＨＢ点将会消失,电压骨溃将发生在ＳＮＢ点处。并且通过计算Ｌｙａｐｕｎｏｖ指数到了系     

电力系统电压稳定性研究与分岔理论

基于分岔理论的基本概念和主要分析方法,介绍了电力系统电压稳定分析中的多种分岔现象及其与电压稳定的关系,然后从静态分岔和动态分岔两个方面,对分岔理论在电压稳定研究中的主要方法进行了总结和评述.在静态分岔分析中,重点论述了鞍结点分岔(SNB)和鞍极限诱导分岔(SLIB);在动态分岔分析中,论述了Hopf分岔(HB)和奇异诱导分岔(SIB).着重阐述了这四种分岔的定义、满足的条件、采用的数学模型和适应范围及电压失稳分岔点的追踪方法,并比较了这些分析方法的优缺点.最后,对分岔理论在电压稳定分析中需进一步深入探讨的领域进行了展望.     

运用分岔理论研究电力系统电压稳定性

为研究电力系统电压稳定性问题,用分岔理论的基本原理分析了电力系统中常见的分岔现象及其对电压稳定的影响。从静态分岔和动态分岔两个方面阐述了分岔理论在电压稳定分析中的具体应用后,论述了引起电压失稳的鞍结点分岔(SNB)、Hopf分岔(HB)及奇异诱导分岔(SIB)等3种主要分岔形式的定义、分岔发生的条件及分岔点的数值计算方法,并给出了相应的数学模型及适应范围,比较了各种分析方法的优缺点,还讨论了各种分岔之间相互作用对电压稳定的影响。最后,展望了分岔理论在电压稳定分析应用中需进一步深入探讨的问题。     

电力系统实用动态安全域的降维与还原

提出了一种在注入功率空间中求取电力系统实用动态安全域(PDSR)的超平面形式的临界稳定边界的新方法。通过对电力系统进行数值仿真搜索到大量临界点,并通过最小二乘法拟合得到临界超平面的方法精确但费时,难以实际应用。为了在重要的预想事故下快速、准确地求取电力系统的临界超平面,文中提出首先将高维的电力系统通过基于相关的动态等值化简为低维的等值系统,再对其进行数值仿真,拟合出等值系统的临界超平面,然后根据动态等值逆过程推导出超平面还原的解析表达式,最后修正还原得到超平面的系数,使所得到的超平面通过一个由对原系统的详细模型进行仿真得到的临界点,可以在一定程度上改善临界超平面的精度。算例结果证明这种方法兼顾了临界超平面求取的速度与精度,使PDSR在实时安全性分析中的应用更易实现。     

电力系统次同步振荡的分岔分析

基于非线性系统分岔理论，分析电力系统次同步谐振现象。利用通用的连续和分岔软件-AUTO，分析一个含串联补偿的电力系统次同步谐振(SSR)中的分岔现象。从非线性分岔角度揭示出SSR产生的原因是系统发生分岔后不稳定的极限环导致。当发生电力系统次同步谐振时，可能会产生环面分岔和周期折叠分岔等一系列复杂的周期轨道分岔。时域仿真的结果验证了分岔分析结果的有效性。     

多机电力系统Hopf分岔的在线控制

讨论了以负荷为参数的多参数空间中的电力系统Hopf分岔控制问题。电力系统中负荷的变化和控制决策的生成及实施(如投切电容器等)是在不同的时间尺度上进行的。前者是一个比较缓慢的过程,而后者是在一个较短的时间内完成的。通常情况下,在控制决策生成的一个小的时间尺度上系统负荷不会发生突变。基于上述事实,提出了一种以系统负荷为参数的Hopf分岔的在线控制方法,其原理为:当系统的平衡(运行)点接近Hopf分岔面时,直接计算与当前平衡(运行)点对应的Hopf分岔面的近似法向量,然后以近似法向量作为控制参数的调节方向对控制参数进行调节,以避免系统发生Hopf分岔。IEEE14节点算例验证了上述方法的有效性。     

含风电场电力系统的静分岔分析

为了研究含风电场的电力系统电压稳定性及分岔情况,对典型的3节点系统采用廷拓法及分岔理论进行单参数和双参数分岔分析.文中对含与不含风电场的系统稳定情况进行比较,得知用风电场代替普通发电机时,系统的分岔情况发生了改变,风电场对无功的依赖性较强,采用合适的动态无功补偿可以提升风电场的运行性能.风电场中静止无功补偿器SVC的参数对系统的分岔值有重要的影响,随着SVC放大倍数及参考电压的增大,系统的分岔值都会增大,但增大趋势有所不同.另外,由于对无功的需求较大,含风电系统的无功负荷不宜过重,否则会使系统的无功需求更大,从而影响电压稳定性.     

电力系统分岔与混沌研究综述

简单介绍了分岔、混沌的基本概念以及电力系统发生的分岔现象,总结了电力系统非线性振荡、次同步谐振、电压失稳和崩溃的机理;电力系统通往混沌的途径以及抑止、延迟电力系统分岔、混沌现象发生以提高电力系统稳定性的方法;混沌理论在电力系统短期负荷预测中的应用.指出了揭示多机电力系统分岔、混沌现象,各种分岔点的快速搜寻方法,电力系统FACTS控制策略,电力系统分岔、混沌控制方法,利用混沌理论对短期负荷进行快速、准确预测是电力系统分岔、混沌研究的发展趋势.     

基于分岔理论研究励磁参数对系统电压稳定的影响

笔者以一个典型的3节点电力系统模型为例,应用AUTO 07分岔分析软件,分析了励磁系统调节器时间常数和放大倍数对系统电压稳定的影响.结果表明,采用双、单轴发电机模型所得分岔分析结果虽然有定量上的变化,但都有相同的定性特征,即在到达SNB分岔点以前均先出现Hopf分岔点.而且,励磁系统调节器时间常数的降低和放大倍数的升高,能改善系统电压稳定性.     

发电机模型对分岔理论研究动态电压稳定性的影响分析

以一种典型电力系统结构为对象,应用非线性动力学理论中的分岔分析方法与通用分岔分析软件Au-to97,探讨了发电机数学模型对分岔分析方法研究动态电压稳定性的影响问题。使用分岔分析软件,得到了5种发电机模型下电力系统的电压随原动机功率发生分岔的分析结果。在给出的电力系统结构与负荷模型下,采用不同的发电机模型,电力系统的电压随原动机功率的改变,均发生一系列在定量与定性上均不相同的分岔过程,但使电力系统产生动态电压不稳定的首要原因—即在到达SNB点以前均先出现HB点却是相同的。     

典型电力系统仿真中的状态变量役使现象

应用协同学中的役使原理对某典型电力系统发生鞍结分岔的情况作了分析,得出临界状态下的序参量,指出由序参量描述的系统时间特性与实际时间特性是十分近似的.还对近似时间特性与实际时间特性的差别作了分析.     

电力系统次同步谐振中Hopf分岔现象的研究

针对IEEESSR第一基准模型 ,应用Hopf分岔理论 ,分析了系统的分岔现象。结果表明 ,随着串联补偿电容的增加 ,电气振荡模式与相应的扭振模式的相交 ,只意味着与扭振模式对应的SSR不稳定振荡最有可能发生 ,但不意味着Hopf分岔和SSR的不稳定振荡一定发生。时域仿真表明SSR的不稳定振荡区域比特征值分析法所预测的不稳定振荡范围稍小     

风电系统参数空间分岔边界的非线性解析表达

为了对风电系统参数空间分岔边界进行准确的解析描述,首先对鞍结分岔满足的边界条件实施泰勒展开,然后略去高次项,以二次多项式作为风电系统参数空间中鞍结分岔边界的近似解析表达式.并通过算例仿真验证了该方法逼近真实边界的高精度及其有效性.运用这种方法可以进行风电系统多参数分岔研究,从而解决了风电系统分岔研究参数空间维数限制的问题;并且从数学上对分岔边界面进行描述,有利于更深层次的确定风电系统鞍结分岔发生的条件.     

Robust performance design of a state predictive controller on parameter space

Robust performance against a multiplicative uncertainty is an important measure for closed‐loop performance. In this article, a parameter space design method of a state predictive controller is proposed for second‐order time‐delay systems. The boundaries of two permissible regions of state feedback gains and observer gains that satisfy the robust performance condition at each frequency are obtained. An appropriate solution can be found after a few iterations by drawing the regions on the two parameter planes, alternatively. © 2013 Institute of Electrical Engineers of Japan. Published by John Wiley & Sons, Inc.     

用特征值灵敏度法分析系统参数对小干扰稳定性的影响

电力系统小干扰分析中,特征值对参数的灵敏度定量地提供了参数影响的程度和趋势。该文以某电网的典型运行方式为基础,根据特征值对任意运行参数(如PQ节点功率、PV节点电压)和网络参数(如线路阻抗、变压器分接头)的灵敏度,分析了各个系统参数对电网小干扰稳定性的影响。依据分析结果,可以通过调整系统参数来改善系统的小干扰稳定性。     

A novel hybrid control technique for bifurcation in an exponential RED algorithm

This paper introduces a new hybrid control strategy to control the bifurcation of the delayed congestion model. The delay or gain is taken as the bifurcation parameter to analyze the characteristic root distribution of the linearized system. The stability and existence conditions of Hopf bifurcation are obtained. The results show that by selecting the appropriate method, the dynamics of the controlled system can be changed, and the nonzero equilibrium constant control parameters are maintained. It reveals that when such bifurcation is undesirable or desirable, the hybrid controller can delay or advance the onset of the intrinsic bifurcation. Finally, the case study illustrates and visualizes the effectiveness of the new control strategy in controlling Hopf bifurcation.     

高维潮流方程功率注入空间中最近鞍-结分歧点的计算

电力系统中一般采用临界点边界的法向量迭代计算潮流方程的局部最近鞍–结分歧点(closest saddle-node bifurcation point,CSNBP)。对于高维非线性系统来说,计算量将非常大。利用渐近数值方法(asymptotic numerical method,ANM)和确定鞍–结分歧点的扩张系统,给出了一种快速计算潮流方程CSNBP的系统化方法。采用步长自适应计算的ANM快速逼近指定发电、负荷变化方向对应的鞍–结分歧点,并利用扩张系统确定临界点边界的法向量。核心计算只需求解潮流雅可比矩阵或其转置作为系数矩阵的线性方程组,线性方程组右端向量中潮流方程的二阶导数项通过双线性函数方便确定。2 383节点系统和我国实际电网的计算验证了所提方法的有效性和可行性。