3区域互联电力系统动态等值的辨识方法

对大型电力系统采用动态等值可以显著降低计算量，并能突出主要特征。动态等值的同调等值法和模式等值法大都用于离线分析，在线动态安全分析常需要对外部系统作在线的动态等值，这时需要采用辨识等值方法：先确定系统等值模型，模型参数通过辨识获得。现代电力系统中越来越多的区域形成互联，对多区域互联电力系统的动态等值研究变得尤为重要，但以往的文献都是针对2区域系统。文中给出了3区域互联电力系统的动态等值模型，分析了模型的可辨识性，从理论上证明了：充分利用扰动前、后的稳态条件和动态过程，等值模型中所有参数均是可以辨识的。在可辨 识性分析的基础上，运用进化策略法进行模型的参数辨识，最后通过系统仿真加以验证，算例结果表明了等值模型的有效性和其参数辨识的可行性。     

计及电动机负荷的电力系统动态等值分析

现有的动态等值算法在发电机同调等值中没有计及电动机负荷动态特性对发电机的影响,其应用受到很大限制。从源?网?荷的角度提出一种能整体上评价各机组中发电机?电动机的动态特性的新方法。首先由系统初始潮流状态确定发电机?电动机研究子系统;然后利用戴维南等值参数将系统等值为2机系统,采用电气距离指标衡量两机之间的耦合强弱;再根据特征值分析法计算子系统中电动机特征值;最后应用距离最短法对各子系统中电气距离和特征值指标进行聚类分析,得到最终分群方案。通过对EPRI-36节点系统进行仿真,并与三取二法、离散Fréchet距离法分群结果进行对比分析,验证了其有效性。该算法能计及电动机负荷动态特性,物理意义明确,计算量小,实用性很强,尤其适合大规模互联电力系统。     

负荷特性记录的综合方法研究

随着负荷动态特性记录仪记录数据条数的增多,每次采用多曲线辨识方法进行辨识会增长辨识时间,而采用综合方法对所有负荷特性记录进行综合只需辨识新增加的负荷特性记录。本文首先分析了负荷特性综合的3种方法:静态负荷、电动机阻抗和电动机导纳等值方法,然后将负荷分为静态负荷和电动机负荷,分别进行等值。比较了5种权值,包括稳态功率、改进的稳态功率权值、灵敏度、对转差率较敏感的参数在权值选取时考虑转差率和负载率、综合权值后,分别采用这5种权值对参数进行综合,从而得出面向综合的负荷模型。经实例验证,采用综合权值的方法可以有效快速地建立综合负荷模型,且具有较强的泛化能力。     

基于同调机群识别的动态等值方法的工程应用

在PSS/E环境下建立了大规模电力系统的动态等值模型,动态等值包括发电机同调机群的识别、同调机的聚合和网络化简.发电机同调机群的识别采用时域仿真方法,同调机的聚合采用经典模型,网络化简采用拓扑化简.以华东电网为例,阐述了等值系统的建立过程,并对等值系统和原型系统进行了仿真分析和比较,仿真结果表明,等值系统可以很好地再现原型系统的动态特性.     

基于综合广域信息的负荷参数辨识方法

提出一种基于综合广域信息的负荷参数辨识方法,以发电机相对功角作为广域信息,综合分析多种运行及故障条件下发电机功角对负荷参数的轨迹灵敏度.根据灵敏度分析结果,可以确定参与负荷参数辨识的发电机功角以及各负荷参数的易辨识性,也可以选择有利于参数辨识的扰动地点.由负荷参数估计值得到的发电机功角响应曲线,与发电机功角曲线实际值的最小二乘拟合,使得目标函数极小化,即完成了负荷参数的广域辨识.对10机39节点系统的仿真分析结果表明:负荷参数辨识的广域信号应选择30号发电机功角,节点19为扰动地点,负荷参数中电动机负荷比例系数以及定转子阻抗等灵敏度较高,更易于辨识.在多种运行及故障条件下,广域辨识的负荷参数均能够比较准确地反映系统实际的动态特性.     

计及模型泛化能力的小水电机群动态等值方法研究

在中国西南地区存在大量小水电机群集中并网的现象,在分析其对大电网影响时,现有小水电机群等值模型存在泛化能力不强的问题,即等值模型虽然可以很好地重现已记录的故障信息,但是却难以准确表征系统在未知故障下的动态特征。为解决这个问题,该文针对传统等值模型泛化能力不强的原因进行详细分析,并提出计及模型泛化能力的小水电机群动态等值新方法。通过同调性判别,对小水电机群进行分群与多机表征;采用五阶发电机模型对单台等值电机进行建模,并对发电机本体和励磁参数进行辨识;利用灵敏度分析方法,将待辨识参数分为关键参数和非关键参数,避免等值模型多解问题;针对电力系统高度非线性化的特征,基于多目标优化算法对关键参数和非关键参数进行分步辨识。最后,在四川某水电外送通道模型中验证所提方法的有效性。     

基于IDE-BAS算法分步辨识策略的风电场动态等值研究

为了在电力系统仿真中准确分析风电并网带来的影响,从保持原始系统特性的角度出发,采用参数分步辨识的动态等值策略对风电机组等值模型进行参数辨识.本文基于IDE-BAS算法辨识风电等值机组参数,分别在电网故障及阵风扰动情况下,重点辨识电气参数和机械参数.根据风电场的实际运行数据算例分析,对比等值模型与原始系统的输出特性,验证了本文提出的对风电机组等值模型参数分步辨识策略是有效可行的.     

基于动态相似度与等值缓冲区的电动机动态等值方法

为了更精确地描述电力大系统中电动机负荷的动态特性,提出了基于动态相似度与等值缓冲区的感应电动机动态等值方法。首先,根据2台电动机机械、电气运动模式的差异,定义了电动机动态相似度的量化指标;然后,按照外部系统各节点与边界节点电气联系的紧密程度确定了等值缓冲区,利用聚类原理,将动态相似度大的电动机分为一群进行等值;接着,应用理想变压器将不同节点的电动机、静态恒阻抗—恒电流—恒功率(ZIP)负荷分别移置到等值负荷节点,根据等值前后电动机群总功率不变、启动电流及空载电流不变的原则,推算出等值动态负荷的参数;最后,对IEEE 10机39母线系统进行了等值计算。仿真结果表明,与加权法相比,所提出的算法具有更好的潮流精度,能保证发电机摇摆曲线与等值前基本一致,较好地保持被等值部分对原系统的动态影响,有效提高了等值的静态与动态精度。     

单一综合负荷模型等效负荷群的适用性

采用基于遗传算法的综合负荷模型主导参数辨识方法,分析辨识了放射状、弱互联以及其他几种特殊电网组合形态的主导负荷参数。通过对比原始负荷模型与辨识负荷模型的动态仿真曲线,分析了综合负荷模型对电网负荷群外特性的拟合度及适用范围。仿真表明,当负荷区域中没有发电机时单一综合负荷模型可以近似等效其外特性否则,拟合效果不理想。     

计及高渗透率光伏的配电网广义负荷一体化等值建模

计及光伏等新能源电源的配电网广义负荷模型,通常是在传统综合负荷模型的基础上并联新能源电源的等值模型,其结构庞大,模型阶数较高,使得参数难以辨识。提出一种计及光伏的配电网广义负荷一体化等值建模方法,其简化了模型结构,且无需依赖光伏发电系统的出力数据。基于光伏发电系统动态特性的理论和仿真分析,提出光伏发电系统的多项式等值模型;建立光伏发电系统和配电网静态负荷的一体化模型,扩展参数取值范围,并采用改进遗传算法对模型参数进行辨识。基于DIgSILENT-MATLAB联合仿真平台的仿真结果表明,所提一体化等值模型能够较为准确地描述计及光伏发电系统的配电网广义负荷的动态特性。     

大型水电机组与交直流互联电网的耦合作用

建立了考虑尾水管压力动态特性的水轮机模型,以向家坝—上海直流输电工程为例,分析了联网和孤岛运行方式下水力系统参数(如水力起动时间)变化、水轮机尾水管压力脉动引起的水电机组与交直流互联电网的耦合作用的变化。仿真结果表明,水力启动时间对送端系统的频率特性影响较大,水轮机尾水管压力脉动会引起发电机组输出功率的脉动,严重时可能威胁电力系统稳定运行。实际系统运行中,可通过减小或消除尾水管涡带和采取直流调制措施来减小尾水管压力脉动对电力系统运行带来的危害。     

负荷模型动态特性不确定性对低频振荡的影响

对电力负荷的动态特性对低频振荡的影响进行研究。采用由1个感应电动机与1个静态负荷并联而成的综合负荷模型，考虑在建模过程中存在负荷参数辨识误差及负荷特性估计的不准确造成的不确定性，研究动态负荷所占比例和电动机惯性时间常数对电力系统低频振荡频率和阻尼的影响。通过对一个4机2区域系统的典型实例进行研究分析，得出了一些有意义的结论。     

计及风电接入的电力系统电压稳定薄弱区域研究

大规模风电并网运行会显著影响系统的电压稳定性,为研究风电接入对电压稳定薄弱区域的影响,在电力系统分析综合程序（Power System Analysis Software Package,PSASP）中建立了基于双馈异步风力发电机的风电场模型,以IEEE 39节点系统为例,分析和研究了正常负荷情况下和极限运行状态下风电接入对电压稳定薄弱区域的位置分布和薄弱程度的影响.仿真结果表明,通过对风电场自身的无功补偿及对风电场地址的无功储备进行合理约束,可改善风电接入系统的电压稳定性.     

基于注入电流模型的等值法交直流电力系统潮流计算1

将电流注入模型引入交流等值法求解交直流电力系统潮流的过程,既保留了传统牛顿型等值法的收敛性,同时又减少了每次迭代的计算量。考虑到换流变压器实际变比的离散性,提出了一种一次性调整分接头的方法,提高了功率因数,减小了系统网损。算例验证了文中方法的有效性。     

Application of a static VAR system to the proposed Dampier-Karratha-Port Hedland 132 kV interconnection

This paper addresses the electrical aspects of the proposed extension of the 132 kV transmission system in the Pilbara Region of Western Australia. The network extension will involve the construction of a 180 km 132 kV circuit linking generation sources at Dampier, Karratha and Cape Lambert with the load centre at Port Hedland. The load at Port Hedland consists predominantly of motor drives. The proposed interconnected system will be very sensitive to any voltage variations because of the distance between generation and load and will be further aggravated by the dynamic nature of the motor loads. Hence the use of a static VAR system (SVS) to improve voltage regulation at Port Hedland is examined. For analysis purposes, a method to aggregate these motors into several equivalent groups is described. Then it is shown how major electrical parameters of the SVS can be determined using digital computer load flow and dynamic stability programs.     

基于ADMM-GBS考虑故障影响的互联微电网多时间尺度优化调度

极端事件攻击微电网可能造成负荷电能供应不足导致大停电事故。针对互联微电网系统,提出了一种考虑极端事件的分布式多时间尺度故障优化调度策略。在故障条件下以系统用户侧削减负荷量最小为目标,建立了互联微电网系统日前-日内两阶段滚动调度模型;基于鲁棒思想,考虑极端事件的时空特性以及故障线路的不确定性,采用分层随机抽样形成故障集,将其作为初始数据确定系统最恶劣故障场景;针对该场景进行线路加固后,采取高斯回代交替方向乘子法(ADMM-GBS)得到最优故障调度策略。通过算例分析验证了所提模型和调度策略的有效性。     

电力系统暂态稳定分析广义负荷模型

随着特高压项目逐步建成,在全国大电网的东部受端系统(负荷中心)成为典型的广义负荷系统;另外智能微网以及新能源逐渐应用,区域性广义负荷系统将越来越多。为了更好地表征其新特性,提出了适用于广义负荷系统暂稳分析的实用模型。模型中利用区间联络线功率波动以及关键节点电压变化实时表征等效负荷动态特性,并根据动态负荷以及灵敏度最高的联络线母线电压表征等效发电机动态特性。经PSASP等平台仿真及实验结果表明,该模型能较好地反映系统动态特性,模型参数求取方便,通用性强。     

基于双绕组电励磁双凸极电机的双余度发电系统

在一台电励磁双凸极发电机定子上设置两套3相电枢绕组实现双通道发电，通过调节励磁电流大小使两发电通道输出相应的额定电压，并联向负载供电。用等效磁路模型对双绕组电机的电感特性进行了理论研究，并用有限元方法对其电磁特性进行仿真计算，仿真结果与分析相一致；同时介绍了双余度发电系统的硬件构成，并实验验证了系统具有很好的稳态、动态特性和可靠性。     

华北-华中-华东特高压联网大区模式下低频振荡模式的频率特性

以"三华"联网工程为背景,研究了"三华"互联电网低频振荡模式的频率特性。首先以实际网络特性为基础,建立了"三华"联网等值系统模型,并使用实际电网试验数据验证了等值系统的有效性和精度。基于"三华"联网等值系统,使用理论分析与数值仿真相结合的方法研究了"三华"电网主导振荡模式的频率特性及影响因素。研究结果表明:系统规模及联网区域的不断发展是导致主导模式振荡频率下降的根本原因。励磁绕组、发电机励磁系统、电力系统稳定器是使主导模式振荡频率进一步下降的重要因素。