基于断开安全裕度状态空间截断的电力系统可靠性算法

在大型电力系统中，由支路断开触发的电力系统相继跳闸故障常会引起大停电的灾难性后果，因此必须进行紧急状态下的事件可靠性分析。通过分析支路断开对系统节点电压及线路负荷的影响，给出一种快速计算紧急状态下系统节点电压和线路负荷的方法，引入系统节点电压和线路负荷安全裕度指标，并提出基于断开安全裕度状态空间截断的电力系统可靠性算法。该算法利用安全裕度指标找出系统故障状态中的关键状态集合，通过对该集合进行系统行为分析来计算可靠性指标。算例表明该算法能有效截断系统状态空间，在一定精度下降低了可靠评估的计算复杂性。     

节点负荷预测与发电控制结合的状态预估方法

欲使电力系统安全、可靠、经济运行,超前预知可信的信息对电力系统运行调度与控制是非常重要和关键的。在已有研究基础上,进一步分析了电力系统状态预估模型和算法,构建了考虑节点扰动功率的状态预估模型。该模型以当前时刻的状态估计作为初始值,考虑了系统扰动前后总变化量的准稳态过程,兼顾因节点负荷需求变化的随机性、发电调度控制计划本身及执行过程中的不确定性导致节点扰动功率所具有的量测特性。借助加权最小二乘及高阶项修正的方法,预估电力系统状态的变化趋势。实际系统的测试结果验证了该方法的可行性和有效性。     

电力系统无功源最佳配置地点的研究

将先导节点的概念应用于电力系统无功配置，给出考虑了随机负荷且易 于实现的先导节点选择算法，提出了确定无功源最佳配置地点的一整套方法。该方法可使无 功源得到最有效地配置，使得从全网的角度看，各节点电压偏移最小。经过仿真计算 比较，表明该方法可找到电力系统无功源的最佳配置地点，并对提高电力系统的电压稳定性 有很好的效果。     

电力系统微分代数模型的奇异性和多能量函数面（续完）

研究了电力系统微分代数模型的奇异性和定义在约束流形上的能量函数面等，将抽象的概念在简单的2机单负荷3节点系统中以图形形象地说明，考察了该系统在恒功率负荷模型和一种动态负荷模型下的代数约束曲面、奇异点、多能量函数面、平衡点等随系统负载的变化情况。采用小扰动稳定性分析法、结构保持能量函数法和时域仿真法证实了该小系统在恒功率负荷模型下存在非正常运行点的稳定平衡点，并解释了一般时域仿真法不能处理该平衡点的原因。所得研究成果揭示了微分代数模型与奇异扰动模型的本质区别、奇异性与系统模型和系统负载的联系、结构保持能量函数法可能具有的内在保守性等，这对深入理解电力系统微分代数方程模型的拓扑结构、结构保持能量函数法和暂态电压稳定及其与功角稳定的关系具有一定的价值。     

计及感应电动机的负荷节点暂态电压稳定解析评估方法

不利的负荷特性是引起暂态电压稳定问题的主要原因之一,然而目前尚缺乏用来评估负荷节点暂态电压稳定状况的有效方法。针对3阶感应电动机负荷,给出了一种解析方法。通过把负荷节点及其外部系统等效为2节点简化系统,能够计算出各负荷母线在简化系统中的极限切除时间。所获取的极限切除时间指标反映了各负荷节点的暂态电压稳定状况,从而为动态安全评估提供了有效的信息。在多节点系统中的仿真结果验证了所述方法的有效性。     

电力系统节点运行数据等高线可视化实现方法

电力系统运行数据可以给出一个系统运行的全局宏观信息，从而提高电网运行的预警能力。描述了以地理信息系统为基础，将地理信息与电力系统节点运行数据相结合，通过构建和优化不规则三角形网、等值点的搜索和插值、曲线拟合以及分层设色等步骤生成节点运行数据等高线的可视化方法。以一个38节点网络节点电压等高线可视化为例说明方法的可行性及其对电网运行的预警效果。     

计及暂态电压约束的负荷恢复能力快速计算

电力系统恢复过程中,需要确定变电站的单次最大负荷恢复量。通常主要考虑系统频率和稳态电压的约束,文中在此基础上加入了暂态电压安全的约束限制,建立了确定变电站最大负荷恢复量的数学模型。基于描述暂态电压安全问题的二元表,构建了分析暂态电压安全的微分代数方程组,对系统中各部分组成进行适当简化,在保证精度的前提下提高了计算速度。提出一种改进的二分法对模型进行求解,该方法考虑了每次迭代的约束裕度,加快了搜索寻优时的收敛速度。IEEE 14节点算例和山东电网仿真结果表明了模型的有效性和方法的快速性。     

东北电网负荷模型的分类与应用

为了建立东北电网负荷模型参数库，须选择有代表性的负荷节点布设负荷特性测量装置。文中采用模糊聚类的数学方法，对变电站（负荷节点）分类，最终将东北电网中234个变电站分为7类，在每一类中选择一个变电站安装负荷特性测量装置，由测量数据得到相应的负荷模型，并对同类未布测点的变电站采用相同的负荷模型，从而解决了大电网中负荷节点数目巨大、难以逐一测辨的难题。     

暂态电压稳定的模型要求和快速判断

用时域仿真重现了感应电动机负荷引起的电压暂态失稳现象。从保证足够精度并尽量加快仿真暂态电压稳定过程的角度讨论了发电机、电动机负荷以及励磁控制系统的模型选择问题，证明随着故障切除时间的增大，大型电力系统从稳定变为功角失稳的中间可能存在故障切除时间的一个区间，后者对应于功角稳定但电压却失稳。该文改进了作者以前提出的一个感应电动机负荷电压暂态失稳的判据，以便尽早地停止积分过程，其正确性在华中系统、新英格兰系统和浙江系统中得到了验证。     

考虑暂态电压稳定的低压减载地点选择

提出一种考虑暂态电压稳定的低压减载最佳地点的选择方法。在电力系统微分代数方程模型中，系统轨迹碰到奇异面对应着系统发生暂态电压失稳，可以通过切负荷控制使得奇异面远离系统轨迹，从而避免发生电压崩溃。奇异面移动的距离可以看做评估控制效果的一个指标。用文中提出的灵敏度分析方法计算这一指标对于节点负荷的灵敏度，根据灵敏度大小选择低压减载装置的最佳地点。在IEEE 39节点系统中进行了仿真验证，结果说明所提出的低压减载地点选择方法合理有效。     

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负荷对电压稳定的影响，对模型进行了双参数分岔分析，求得了参数空间中的鞍节点分岔（SNB）曲线和霍普夫分岔（HB）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；随有功负荷的增加，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，电压崩溃将发生在SNB点处。并且通过计算Lyapunov指数得到了系统在负荷P-Q平面上的稳定性。SNB曲线是系统轨迹稳定与发散区域的主要分界；在HB曲线所包含的区域内部，存在着复杂的特性，其中包含周期轨区域、混沌区域和轨迹发散等区域。因此，电压稳定分析应该充分考虑负荷模型的影响，而单纯考虑潮流方程解的存在性是不全面的；HB作为失稳的一种方式，其产生的物理机理和控制方法值得进一步研究。     

适用于电压源型高压直流输电的控制策略

将电压源型高压直流输电(VSC-HVDC)两端节点等效为两个有源节点，推导得到VSC-HVDC两端等效节点注入电流的表达式，从而可以方便地通过修改系统导纳矩阵，得到含VSC-HVDC系统的数学模型。在该模型的基础上，考虑VSC内部电流环和系统控制要求，提出了一种新的VSC-HVDC控制策略。以一个含VSC-HVDC的6机电力系统为例，仿真表明，采用该控制策略，在系统发生大扰动后，VSC-HVDC不仅能够迅速恢复正常运行，而且对系统电压和频率稳定没有太大影响。     

风电接入系统的电压越限薄弱节点综合识别

针对风电接入系统的电压安全问题,提出了一种电压越限薄弱节点综合识别方法。首先,引入拉格朗日乘数法快速计算节点电压越限临界点、静态电压安全域边界,提出了判别节点电压安全状态、强弱的有向电压安全裕度计算方法;然后,利用熵值法计算多风电场系统无功-电压灵敏度权重,提出对风电无功敏感的节点识别方法;最后,结合电压安全裕度和无功-电压灵敏度制定了电压薄弱节点综合识别方法。算例分析表明,所提方法对电压越限薄弱节点的识别更加全面,对系统电压安全运行具有一定指导意义。     

基于随机响应面法的动态仿真不确定性分析

为分析负荷模型、故障时间长短等关键参数变动对电力系统动态稳定的影响，将一种新方法———随机响应面法应用于电力系统动态仿真的不确定性分析中。随机响应面法能够建立响应与输入参数之间的多项式表达关系，仅需少量仿真便可快速估计出响应的统计信息，克服了传统不确定性分析方法的仿真次数多、时间长等缺点。IEEE 9节点系统的算例分析证实了随机响应面法的有效性和实用性。IEEE 39节点系统的仿真结果表明，关键参数的变动可引起较大的响应不确定度，尤其是负荷模型结构的不同对系统的动态行为和动态稳定有着重要影响，可直接关系到系统的安全稳定运行。     

基于隐性故障模型和风险理论的关键线路辨识

在大规模电网中，由简单故障触发的电力系统连锁故障常常会引起大停电的灾难性后果。为了研究复杂电网连锁故障的传播机理，同时找出对连锁故障产生重要影响的关键线路，文中基于模拟连锁故障的隐性故障模型和风险理论，提出了复杂电力系统的线路故障风险评估方法，并辨识出了对系统大停电产生重要影响的一系列关键线路。模型考虑了线路过负荷保护、隐性故障、控制策略及系统运行等参数，对IEEE 118节点系统仿真结果表明，在重负荷状态运行下只对辨识出的少量关键线路加以改善，就可以使系统停电概率大幅减小，特别是大停电概率;在临界状态运行下改善少量关键线路，则可以使系统脱离临界状态，避免大停电发生。     

计及负荷特性的电压暂降随机预估

提出一种改进的电压暂降随机预估方法,并应用于具有多项式负荷模型的配电网评估中。该方法按照系统不同故障时的节点功率方程建立统一的牛顿型迭代方程,针对牛顿法不能保证迭代可靠收敛的问题,采用可变步长的Levenberg-Marquardt（LM）方法计算得到4种故障类型下的电压暂降域及评估指标。IEEE 30节点系统的计算证明了考虑负荷模型的必要性以及所述方法的有效性。     

用EEAC法分析小扰动电压稳定

该文致力于求取电力系统在负荷和发电机出力的某一给定调整方式下的静态稳定裕度和极限 负荷，把扩展等面积法(EEAC)的理论扩展应用于小扰动电压稳定性分析，提出了具有明确物 理含义的静态稳定裕度的概念，根据该裕度对负荷的灵敏度系数可以直接求出在负荷和发电 机出力的给定调整方式下的极限负荷，并在华中系统和新英格兰系统中验证了该算法的快速 性和可靠性。     

防止电力系统电压失稳措施的研究——基于模糊推理的甩负荷方案

在综合分析电力系统电压崩溃事故的基础上，提出了一种新的避免系统电压失稳的甩负荷方案。该方案采用 母线参与因子及线路参与因子作为反映母线电压稳定程度的指标来判断甩负荷的地点，并利用模糊推理方法 来确定所甩的负荷量，计算速度快，适合于在线应用。文中对New England 10机39节点系统进行了测试，测试 结果证明了该方案的有效性。     

基于同步相量测量的电压稳定评估算法

提出一种基于同步相量测量的电压稳定评估算法。算法中只需要利用局部同步相量测量，即被监测负荷节点的同步电压相量，及由与其相连接的同步电压相量所得到的等价电压相量，建立一等价两节点系统。最后，以被监测负荷节点的同步电压相量在等价电压相量的投影与等价电压相量幅值的一半之差，作为计算电压稳定与否的指标。将这个算法应用于一个5节点系统中，仿真结果验证了算法的正确性及合理性。     

基于PSO算法的电力系统优化研究

针对电力系统的无功功率优化问题,构建了多约束条件的目标函数。在电力系统的建模过程中,设定了电力系统的结构参数和负荷参数,并将设置负荷节点之间的电压越界参数、发电机无功越界参数设置为惩罚处置项;在PSO算法的设计中,设置了粒子状态、适应度函数以及惩罚权重参数。以具体结构的电力系统无功功率优化为实验对象,分别采用数学规划法、遗传算法和PSO算法进行优化。优化结果显示,PSO算法更能有效地降低电力系统的功率损耗,同时其收敛速度也最为理想。