A transient energy function for power systems including the induction motor model

A construction method for power system transient energy function is studied in the paper, which is simple and universal, and can unify the forms of some current energy functions. A transient energy function including the induction motor model is derived using the method. The unintegrable term is dealt with to get an approximate energy function. Simulations in a 3-bus system and in the WSCC 4-generator system verify the validity of the proposed energy function. The function can be applied to direct transient stability analysis of multi-machine large power systems and provides a tool for analysis of the interaction between the generator angle stability and the load voltage stability. Recommended by Prof. LU Qiang, Member of Editorial Committee of Science in China, Series E: Technological Sciences Supported by the Special Fund of the National Priority Basic Research of China (Grant No. 2004CB217904) and the National Natural Science Foundation of China (Grant No. 50323002)     

A new transient stability margin based on dynamic security region and its applications

A new transient stability margin is proposed based on a new expression of dynamic security region (DSR) which is developed from the existing expression of DSR. Applications of the DSR based transient stability margin to contingency ranking and screening are discussed. Simulations in the 10-machine 39-bus New England system are performed to show the effectiveness of the proposed DSR based transient stability margin. Supported by Chinese National Basic Research Program (Grant No. 2004CB217900), the National Natural Science Foundation of China (Grant Nos. 50525721, 50595411, 50707035) and China Postdoctoral Science Foundation (Grant No. 20060400518)     

Power system transient stability simulation based on module bi-directional iteration

As the nation-wide power grid of China has been basically established, the power system real-time simulation becomes a necessary tool for implementing online dynamic security analysis. To improve the efficiency of the power system simulation, there have been considerable interests both in distributed or parallel processing techniques on PC clusters[1,2] and in development of new methodologies[3] with high efficiency and com-puting parallelism. There are mainly two groups of solution methods[4…     

单机系统中计及详细模型的暂态能量在网络中的分布特性研究

在结构保持模型的基础上分析了计及励磁调节器和调速器的单机无穷大系统的暂态能量在网络中的分布特点,以及暂态能量的分布与系统的暂态稳定性之间的关系,并推导出单机无穷大系统计及详细模型的网络暂态能量函数。仿真结果表明计及调节器的暂态能量在网络中的分布同样具有聚积性的特点,即全系统的稳定性问题的研究可以映射为网络局部环节稳定状况进行分析。     

一种基于暂态稳定风险的储能位置与容量优化方法

在电力系统中合理地接入具有快速功率响应能力的储能装置,能够改善电力系统的暂态稳定性,而储能装置安装位置和容量的选择严重影响作用效果.提出一种基于暂态稳定风险的储能位置与容量优化方法,基于暂态稳定风险指标衡量储能装置的作用效果,并考虑电力系统运行中的各种随机因素,为在电力系统中安装储能装置时选择最优的位置和容量提供一种新方法.通过在Matlab环境下,对新英格兰10机39节点系统进行仿真验证,证明该方法的可行性和有效性.     

基于隐式Taylor级数法的电力系统暂态稳定计算

基于快速高阶Taylor级数法暂态稳定计算,结合隐式积分梯形公式,推导了隐式Taylor级数法。对该方法的数值稳定性进行了分析,得到了一种可调谐的隐式Taylor级数法。该方法保留了显式Taylor级数法准确、快速、递推和编程简单的优点,并明显提高了数值计算稳定性。分析与计算表明,该方法具有隐式积分数值稳定性好、可以采用较大的积分步长、能够适应较长动态过程仿真计算的特点,同时又具有显式积分编程简单可靠、便于扩展的优点。     

以网络为基础的大规模电力系统计算示范应用研究

电力网格是网格技术和电力监控与自动化调度技术相结合的产物．电力网格具有整合电力系统现有仿真数据和各种计算资源的能力,并提供并行／分布式高性能计算,因此可以协助解决大规模电力系统仿真计算问题．介绍了电力网格的概念、特点及结构,并通过以网络为基础的电力系统机电特性并行化仿真示范实例分析,提出了机电特性通用分布式仿真体系．在该体系下,开发了基于脚本的计算环境,在单机／共享内存机／集群机／网格计算模式下自动并行化执行计算任务,实现了基于电力网格技术的动态安全评估数据级／功能级并行应用示范．     

基于神经网络和模糊理论的电力系统动态安全评估

在实用动态安全域的基础上提出了实用动态安全域的神经网络和模糊理论方法，构建了用于拟合动态安全域的ANN拟和器和用模糊理论在安全边界上构造一个模糊中间带的模糊识别器，并对该方法中的系统灵敏度和超平面度进行了分析。最后对4机11节点测试系统进行了仿真计算。实验表明，用神经网络拟合的动态安全域其拟和合度和精度均高于传统最小二乘法的拟合，其模糊识别器进一步减少了临界点的误判和在安全域边界上稳定和非稳定点的误判。     

用户电力技术与暂态电能质量的改善

概述了暂态电能质量主要问题,指出用户电力技术（或DFACTS技术）是解决这一问题的有效手段。在此基础上介绍了几种具有代表性的用户电力设备（如SSCB,DSTATCOM,DVR,UPQC等）的工作原理及国内外利用其在改善暂态电能质量中的应用情况。最后简要概括了这一领域的最新研究进展。     

神经网络在暂态稳定评估中应用的研究述评

对神经网络在暂态稳定评估问题中应用的研究文献进行调研和综述,对稳定评估的目标、输入特征的选择、所采用的神经模型等进行了述评,对目前存在的问题进行了讨论。建议今后应在特征抽取和选择、训练样本集的压缩、在线训练机制以及类间边界区识别等方面开展深入的研究工作。     

Fisher识别用于暂态稳定评估的训练样本集压缩

用Ｆｉｓｈｅｒ线性识别技术考察了暂态稳定输入空间的线性可分性,并将其应用于神经网络训练样本集的压缩。利用Ｆｉｓｈｅｒ识别,将样本集分成３个区域:稳定区域、失稳区域和不确定区域,对不确定区域的样本采用一种半监督的ＢＰ算法来获得一个连续分布的相对稳定指标。由于不确定区域样本数远远小于原始样本集的样本数,因此大大减轻了神经网络的训练负担,提高了训练的速度和效果。在一个１０机３９节点系统上的应用,表明所选方法的有效性。     

利用暂态能量分析调速控制提高稳定性的机理

将故障期间由发电机转子上的不平衡转矩形成的能量作为过剩暂态能量(STE),以其作为反映发电机受到故障扰动程度的指标。故障切除后,STE 减去能量耗散项后等于暂态能量(TE)。利用 TE 对汽轮机调速系统附加 H∞控制(TGAHC)对稳定性的作用原理进行了理论分析。分析结果表明:TGAHC 能够加速暂态能量的衰减,有助于减少故障后发电机转子的振荡时间,具有提高电力系统稳定性的作用。单机系统的数字仿真结果验证了理论分析结果。     

并行BP网在电力系统暂态稳定分析中的应用

提出了一种新型的ＢＰ网络－并行ＢＰ网，以模糊区为中心将样本分类，不同类样本与相应的ＢＰ子网相对应。选用筛选后的暂态特征量作为各ＢＰ子网的输入。以６机系统为例验证了该方法的快速，准确。     

Dynamic security risk assessment and optimization of power transmission system

The paper presents a practical dynamic security region (PDSR) based dynamic security risk assessment and optimization model for power transmission system. The cost of comprehensive security control and the influence of uncertainties of power injections are considered in the model of dynamic security risk assessment. The transient stability constraints and uncertainties of power injections can be considered easily by PDSR in form of hyper-box. A method to define and classify contingency set is presented, and a risk control optimization model is given which takes total dynamic insecurity risk as the objective function for a dominant contingency set. An optimal solution of dynamic insecurity risk is obtained by optimizing preventive and emergency control cost and contingency set decomposition. The effectiveness of this model has been proved by test results on the New England 10-genarator 39-bus system. Supported by the key research of the National Natural Science Foundation of China (Grant No. 50595413) and The National Basic Research Program of China (973 Program) (Grant No. 2004CB217904)     

暂态稳定性事故筛选与排序方法研究

暂态稳定性事故的筛选与排序的目的是针对一组预想的事故集合挑选出严重事故或过滤掉无害的事故。本文对目前的暂态稳定性分析的事故筛选与排序方法,如能量函数法中的PEBS法、基于扩展等面积法则的EEAC法及集中反应事故性能指标的方法进行了总结,并对各类方法进行了对比。指出了各种方法优点和不足。     

基于有功负荷ON-OFF调制的电力系统稳定控制

有功负荷的ON -OFF调制有助于阻尼机电振荡 ,提高电力系统稳定性。这篇论文论述了应用滑模变结构控制理论设计一个ON -OFF控制器。该控制器利用发电机的转速作为输入来进行判断 ,通过断路器来控制有功负荷。其仿真试验是利用MATLAB中建立的单机无穷大系统模型完成的。试验结果表明 ,基于有功负荷ON -OFF调制的稳定控制在振荡过程中是有效的 ,它的实现与调整都十分简单     

Differential topological characteristics of the DSR on injection space of electrical power system

This paper analyzes the differential topological characteristics of the dynamic security region (DSR) on injection space of electrical power system by differential topology theories. It is shown that the boundary of the DSR on injection space has no suspension and is compact, and there are no holes inside the DSR defined based on controlling unstable equilibrium point (UEP) method. The 10-generator, 39-bus New England Test System, is taken as an example to show these characteristics of the DSR on injection space.     

可倾瓦推力轴承瞬态动特性研究

通过采用Newton-Raphson法和有限差分法联立求解了广义瞬态Reynolds方程、广义瞬态能量方程及瓦块的运动方程，并考虑了瓦块热弹性变形和润滑油膜温黏效应的影响．通过实例对点支撑扇形可倾瓦推力轴承的瞬态动特性系数进行了计算，并结合瞬态动特性系数对点支撑扇形可倾瓦推力轴承在受到瞬态冲击后的瞬态响应进行了分析，其结果有助于研究推力轴承在非稳态情况下的动力学特性．     

电力系统暂态稳定的数值积分计算法

详细论述了求解分析电力系统暂态稳定用的非线性一阶微分方程的３种数值积分法,Ｅｕｌｅｒ法、改进Ｅｕｌｅｒ法和龙格－库塔（Ｒ－Ｋ）法（二阶Ｒ－Ｋ法、四阶Ｒ－Ｋ法及Ｇｉｌｌ的改上阶Ｒ－Ｋ法）。     

通过增压器匹配提高发动机瞬态性能

应用GT-Power和Simulink软件建立了发动机瞬态过程仿真平台,并应用此平台对发动机瞬变过程进行模拟分析,提出了改善发动机瞬态性能的增压器改进方案。通过试验对模拟计算结果进行了验证,发动机定转速增转矩的瞬变过程所用的时间缩短31%,整车起步换挡加速到60km/h所用的时间缩短了8.7%。试验结果与模拟计算结果在趋势上吻合较好,验证了用模拟计算方法进行发动机瞬态性能预测的可行性。应用这种模拟分析方法,可以在性能设计初期对发动机和整车的瞬态性能进行分析评价,指导发动机增压器匹配方案选择。