持续故障轨线位能边界曲面出口识别方法研究

在电力系统动态安全分析中,基于能量函数的PEBS/BCU方法应用时,识别穿越PEBS界面的出口点方法包括射线法和梯度法.鉴于这两种方法应用的局限性,论述了新的动态梯度法,以提高识别出口点的准确性.并以电科院6机22节点系统为例进行了主导不稳定平衡点的计算.     

基于BCU法的多故障暂态稳定约束最优潮流计算

基于稳定域边界的主导不稳定平衡点（BCU）方法,求解暂态能量裕度对发电机有功和无功出力的解析灵敏度,再将暂态能量裕度约束直接加入最优潮流模型中,建立含多故障暂态能量裕度约束的最优潮流逐次线性规划模型。通过常规潮流计算、基于BCU法的暂态稳定及暂态能量裕度灵敏度计算、基于单纯形法的线性规划算法的交替求解,获得最优解。并对BCU方法和故障模式法进行了比较,在上述的交替求解过程中,故障模式法并不能保证能求出主导不稳定平衡点,但BCU方法能够给出可靠结果。新英格兰10机39节点系统的计算结果验证了所提方法的有效性。     

基于BCU法的多故障暂态稳定约束最优潮流计算

基于稳定域边界的主导不稳定平衡点(BCU)方法,求解暂态能量裕度对发电机有功和无功出力的解析灵敏度,再将暂态能量裕度约束直接加入最优潮流模型中,建立含多故障暂态能量裕度约束的最优潮流逐次线性规划模型.通过常规潮流计算、基于BCU法的暂态稳定及暂态能量裕度灵敏度计算、基于单纯形法的线性规划算法的交替求解,获得最优解.并对BCU方法和故障模式法进行了比较,在上述的交替求解过程中,故障模式法并不能保证能求出主导不稳定平衡点,但BCU方法能够给出可靠结果.新英格兰10机39节点系统的计算结果验证了所提方法的有效性.     

电力系统暂态稳定方法分析

介绍了目前实际应用中的暂态稳定分析方法,说明了各种方法的优缺点.从理论上分析了暂态能量函数法中对于临界暂态能量求取的方法及原理,研究了各自的适用性并对其在工程实际中的应用提出了展望.     

详细模型下的暂态能量函数法研究

基于同步发电机机电暂态能量转换机制，本文系统构造了适应于不同详细模型的暂态能量函数，并拓展了ＰＥＢＳ法，使之有效地分析详细模型下多机电力系统的暂态稳定性。     

对应用直接法分析电力系统暂态稳定性的再认识

对电力系统暂态稳定分析中直接法的一些主要方法进行了综述与评价 ,指出这些方法用于暂态稳定分析的主 要优势在于定量分析和快速性。针对目前直接法用于电力系统暂态分析所存在的主要问题,提出今后的研究 应充分集成各种方法之长,以得到更为可靠精确的定量分析结果。     

基于半张量理论的电力系统稳定域边界逼近(二)应用

电力系统稳定域边界的逼近一直是应用能量函数方法分析电力系统暂态稳定的难点.采用能量函数方法所应用的电力系统数学模型,基于半张量理论所给出的电力系统稳定域边界逼近算法,文中分别对单机无穷大系统及IEEE 3机9节点标准测试系统的稳定域边界进行逼近,并依据近似的稳定域边界估计了临界切除时间.通过对近似稳定域边界的可视化及与传统的等能量函数曲线稳定域边界的对比,充分显示近似稳定域边界提高了直接法分析电力系统暂态稳定的精度.进一步指出了应用半张量方法逼近电力系统稳定域边界仍需深入研究的问题.     

基于暂态能量函数的核电机组接入电网暂态稳定性研究

针对核电机组接入电网的暂态稳定性进行了研究。利用电网动态等值建模方法,以核电机组为研究系统,其余部分为外部系统,将电网等值为2机系统。基于暂态能量函数法,对核电机组接入电网的暂态稳定性进行了仿真分析,并与时域仿真计算结果进行了比较验证。结果表明,等值模型能够较好地反映系统在受到扰动后的动态响应,基于暂态能量函数法分析结果与时域仿真分析结果吻合,且计算快速有效,所用方法能正确反映电网和核电机组暂态稳定状态。核电机组会受到电网扰动的影响,只要扰动清除迅速,系统和核电机组均可保持稳定运行。     

大电网在线暂态稳定分析与控制系统研究综述

针对大电网在线暂态稳定分析与控制系统在计算速度和计算结果准确性方面的问题,介绍了大电网在线暂态稳定分析与控制系统的计算流程,从预想故障筛选、稳定评估、确定控制措施、工程应用等方面阐述了国内外的研究现状,并总结归纳了在线暂态稳定分析与控制领域的研究动态和发展趋势。     

电力系统动态安全分析中的PEBS/BCU分类器

提出一种用于电力系统动态安全分析的综合直接法,即ＰＥＢＳ／ＢＣＵ方法。该方法以故障点是否发生于机端为标记,若是,则采用ＰＥＢＳ方法确定临界能量;若否,则采用ＢＣＵ确定临界能量。利用这两种方法的改进方法及其优势互补性,可以显提高直接法的可靠性和计算速度。当用于互补性,可以显提高直接法的可靠性和计算速度。当其用在线动态安全分析中作为分类器时,仅有极少数偶然事故需要用在线时域仿真分析,因而能够有效地     

Design and Implementation of on-line dynamic security assessment

Despite possible changes in energy sources, the importance of maintaining the stability of interconnected power systems will not change. Technologies for maintaining power system stability must evolve with renewable energy technology. As renewable energy increases, analysis and control methods for transient stability assessment must be reexamined and improved. This paper presents an overview of on-line dynamic security assessment (DSA) systems and related direct methods. The controlling unstable equilibrium point (UEP) method and the boundary of the stability-region-based controlling UEP (BCU) method are briefly described in order to provide a framework of understanding the concept of a transient stability-screening program for DSA systems. The integrated package TEPCO-BCU, a very advanced practical program based on the theory of the controlling UEP method, BCU method, energy function method, and BCU-guided time-domain method, is described from the viewpoint of on-line performance. Finally, the importance of validating the assessment results of the BCU method is discussed. Copyright © 2009 Institute of Electrical Engineers of Japan. Published by John Wiley & Sons, Inc.     

势能界面法（PEBS）暂态稳定分析的综述及展望

概述了采用势能界面法（ＰＥＢＳ）进行暂态稳定分析研究的发展史,该法速度快,可以引入任何复杂模型,没有收敛性问题,但在多机失稳模式下精度较差,指出将几种直接法与时域仿真法相结合,可能是当前实现动态安全分析的发展趋势。     

基于PEBS法的暂态能量裕度灵敏度快速计算

提出了一种基于PEBS法暂态稳定分析的能量裕度灵敏度计算方法。该方法以系统故障前稳定平衡点作为暂态势能参考点,沿持续故障轨迹采用数值方法计算暂态势能。在系统持续故障仿真和灵敏度动态方程计算过程中,引入高阶Taylor级数展开技术,可以在保持计算精度的前提下提高计算步长,显著提高计算速度。将到达临界势能点的判据展开以时间为自变量的多项式形式,通过解方程求得到达临界势能点的时间,从而快速确定临界势能点的位置。提出的能量裕度灵敏度分析方法包括两方面:计算故障前机组机械注入功率变化对能量裕度的灵敏度,用于指导预防控制;计算故障切除后的控制措施对稳定裕度的影响,用于指导紧急控制。New England 10机系统算例验证了该方法的有效性。     

基于PEBS法的交直流输电系统暂态稳定分析

计及直流系统的动态构建了交直流输电系统的暂态能量函数,直流换流站交流母线电压和发电机转速功角一样作为显式变量出现在暂态能量函数中,暂态能量函数的变量从平衡点到势能边界面出口点的积分路径不作线性假设.视为慢动态的发电机转速和功角,沿着持续故障轨迹或受扰轨迹积分,而视为快动态的直流系统变量的积分路径通过修正后得到,并讨论了应用势能边界面法求取临界能量和临界切除时间的问题.分别利用所提方法和逐步积分的时域仿真法求取了4机和10机交直流输电系统的临界切除时间,通过比较验证了所提方法的有效性.     

Critical Generation Evaluation Using Hybrid Energy Function Method

It is well known that the transient energy function (TEF) method is useful for an efficient transient stability assessment as represented by the estimation of the critical clearing time (CCT). However, there still remains an issue for practical use: most of the TEF methods adopt the classical model of a synchronous machine in which the internally generated voltage is assumed to be constant. Moreover, critical generated output can be a more practical stability index instead of the CCT used in the conventional TEF methods. In this paper, a conventional hybrid TEF method is developed in order to estimate the transient stable critical generated power by using an improved hybrid simulation. The proposed method can handle the detailed model for a synchronous machine and can estimate the critical generated power with higher accuracy. Experimental results for a large network model are given in order to verify the practicability of the proposed method.     

暂态能量函数方法的新近进展

综述了暂态能量函数方法在电力系统动态安全评定方面在国内外的新近进展,也包括著者所在研究组的工作,主要内容涉及暂态能量函数中的位能修正,位能边界曲面（ＰＥＢＳ）判据在网络结构保持模型下的拓广,稳定域边界上的主导不稳定平衡点（ＢＣＵ）的有效解法,以及在网络结构保持模型下用灵敏度方法预测稳定极限的方法,并提出了一种综合直接法,它是以故障点是否发生在机端的标记,综合运用ＰＥＢＳ法与ＢＣＵ法分别求取临界能量     

Power system transient stability margin estimation using neural networks

This paper proposes a methodology for estimating a normalized power system transient stability margin (ΔV_n) using multi-layered perceptron (MLP) neural network with a fast training approach. The nonlinear mapping relation between the ΔV_n and operating conditions of the power system is established using the MLP neural network. The potential energy boundary surface (PEBS) method along with a time-domain simulation technique is used to obtain the training set of the neural network. Results on the New England 10-machine 39-bus system demonstrate that the proposed method provides a fast and accurate tool to evaluate online power system transient stability with acceptable accuracy. In addition, based on the examination of generators rotor angles after faults, a method is presented to select the power system operating conditions that most effect the ΔV_n for each fault.     

一种计及暂态稳定约束最优潮流的快速方法

给出了一种求解暂态稳定约束下最优潮流(OTS)的快速方法。在该方法中,首先将势能边界面法与最小二乘法相结合,建立系统暂态稳定裕度与系统运行参数变化之间非线性关系的函数表达式;然后基于该函数表达式形成暂态稳定约束条件引入到常规最优潮流(OPF)模型中,从而形成OTS问题的数学模型。该文建立的OTS分析方法不仅使得OTS的求解规模与常规OPF相同,而且计算量亦与常规OPF基本一样。对新英格兰10机39节点典型系统的算例仿真表明了该OTS分析方法的有效性。