基于WAMS及机组对的电网暂态稳定态势在线量化评估方法

为满足电网实时监控对算法速度和精度的要求,提出了一种基于广域测量系统(wide area measurement system,WAMS)及机组对的电网暂态稳定态势在线量化评估方法。该方法采用简化的发电机等效模型,根据相量测量装置(phasor measurement unit,PMU)量测信息在线跟踪辨识其参数。通过识别受扰相对最严重的机组对,进而可计算该机组对等效的相互作用机械和电磁有功功率,以此为基础提出了一种可直接反映轨迹暂态稳定裕度的量化指标。文中还给出了对WAMS采集轨迹信息的曲线拟合方法和能量型指标,以便快速预估未来暂态稳定性。并以单机无穷大系统为例,验证了可利用发电机端口外PMU有效测量信息间接评估电网整体暂态稳定态势的可行性。最后,面向实际工程给出了暂态稳定态势在线量化评估实施方案。理论分析与仿真测试结果表明了所提方法的有效性及工程可操作性。     

基于动态特性节点聚类的低阶仿真频率安全分析方法

在线评估电力系统抵抗功率扰动的能力,对调控人员实时了解电网频率稳定态势具有重要意义。针对大型互联同步系统频率具有明显的时空分布特性,提出了一种基于动态特性节点聚类的低阶仿真频率安全分析方法。基于预想故障机电暂态时域仿真结果进行节点动态频率特性同调性识别和节点聚类,在各同调节点集单机等值模型和频率超前滞后特性基础上,建立了频率安全在线分析的低阶仿真模型,可以应用于预想故障后频率安全的在线快速和精细化评估。某实际电网的算例验证了所提方法的准确性和有效性。     

基于广域测量系统的电力系统多摆稳定性评估方法

电网规模的扩大使电网稳定性问题更加突出,电力市场运行机制也迫切要求稳定分析的定量化。广域测量系统(WAMS)的出现为电力系统多摆稳定性评估提供了新的契机。该文基于WAMS提供的系统实时同步运行轨迹,根据发电机动能-功角曲线定义了曲率矢量,并分析了其与单机稳定性的关系。通过理论推导证明了这种关系的有效性,提出将该曲率矢量作为单机稳定测度函数,进而提出一种系统稳定识别判据。最后分别在IEEE-9节点系统和电科院6机22节点系统上进行仿真,仿真结果验证了该判据的有效性。     

基于多响应信息源的电压稳定全态势量化评估与辅助决策系统

电压稳定是受端电网所面临的主要稳定问题,而基于建模数值计算的电压稳定仿真软件和广域测量系统的结合,为实现电压稳定全态势量化评估与防控提供了新的思路。以电网仿真或量测数据为基础,采用基于局部量测信息的等效输电模型,可实现电压稳定态势、无功补偿水平评估及切负荷量的快速预估。文中阐述了系统整体功能框架构,分别介绍了不同响应信息源数据交互、静态和暂态电压稳定评估和任务并行设计方案,并指出了所涉及的关键技术。该系统可实现大电网当前态和预想态的电压稳定全态势快速量化评估与辅助决策,提高大电网智能化监控与预警水平。     

电力系统暂态稳定性闭环控制（二）——多机电力系统暂态不稳定判别方法

定义了具有一定预测功能的复合功角,据此将多机系统实时划分为2组同调机群并等值为一个单机系统。将基于轨迹凹凸性的不稳定指标从单机系统拓展到多机系统中,针对非自治特性发展出角度-角加速度平面暂态不稳定辅助判据,提出基于响应的多机系统不稳定实时判别方案。IEEE 10机39节点系统和三华实际电网的仿真结果表明,该方案可以根据系统发生多次大扰动后的响应准确地判断系统的暂态稳定性,为后续闭环紧急控制奠定了基础。     

基于交替方向乘子法的电网电压相量轨迹拟合及暂态稳定评估指标构建

电力系统暂态稳定态势量化评估是大电网在线安全防御的主要部分，而如何针对电网动态轨迹信息构建暂态稳定预估指标是关键。电网电压相量轨迹信息蕴含更丰富的稳定行为特征。文章以双机系统为例，首先从轨迹几何角度分析了发电机暂态能量转化与电压相轨迹之间演变规律；继而在扩展等面积准则(extended equal area criteria, EEAC)的基础上推理验证了其在多机系统下的普适性；为实现暂态稳定快速预估，提出了一种基于交替方向乘子法的轨迹拟合方法，该方法在拟合精度与速度上具有明显优势；在此基础上，以电压相量轨迹拟合曲线的弧长距离为数据支撑，构建了一种暂态稳定快速预估指标。最后，以新英格兰10机39节点系统与某省级电网的仿真数据为例，验证了该方法评估有效性。     

一种基于转速差-功角差变化趋势的暂态功角稳定辨识方法

为实现基于响应的电网暂态稳定实时分析,提出一种基于相平面上转速差-功角差变化趋势辨识电网暂态功角稳定性的方法。以单机无穷大系统为例研究并证明了转速差-功角差变化趋势与暂态功角稳定的关系,从而揭示了机械动能与电势能相互转化时系统维持同步运行的表现形式。针对多机系统,利用双机等值思想进行推广应用。为克服虚拟的等效惯量中心计算得到的运动轨迹一阶导数并不平滑的缺点,采用最小二乘法将其拟合成二次函数抛物线形式,判断其变化趋势,从而识别系统暂态稳定性。通过单机无穷大系统和新英格兰10机39节点系统算例,验证了所提方法的准确性。计算仅使用发电机的功角和转速量,方便、简洁、快速,具有良好的应用前景。     

基于发电机对暂态势能集的电力系统暂态稳定快速评估

基于传统暂态能量函数方法,以简单3机3节点系统推导出一种基于发电机对暂态势能的系统暂态势能函数表达式。该暂态势能计算函数不需要全系统的网络拓扑参数或故障位置信息,仅需实时采集系统中少量的发电机机端电气状态量,计算方法简单有效。基于该发电机对暂态势能定义了受扰严重机组判别指标集,利用该指标的聚集特性在故障清除后极短时间内辨识系统的主导失稳模式,根据临界机组分群结果采用EEAC法快速计算当前故障模式下的系统暂态稳定裕度。IEEE 3机9节点、新英格兰10机39节点系统、某省级实际电网算例结果验证了该方法的正确性和有效性。     

基于广域测量系统的功角稳定预测与发电机失步保护的协调控制

针对传统发电机失步保护装置的误动情况,提出了一种基于广域测量系统(WAMS)的发电机失步保护与电网功角稳定的协调控制方法.该方法的稳定判据共包含2个部分:一部分仍采用传统的本地保护装置的信号;另一部分采用基于WAMS的暂态稳定在线预测结果.协调控制部分由一个中心服务器完成,若该中心首先收到保护装置的动作信号,则发出切机命令;若该中心首先收到暂态稳定在线预测结果为稳定的信号,则发出闭锁失步保护装置信号;若该中心首先收到暂态稳定在线预测结果为不稳定的信号,则根据预测的发电机功角轨迹,启动优化切机方案进行紧急控制.以新英格兰节点测试系统的仿真结果为例,证明了该方法的有效性和合理性.     

基于时序特征选择与改进MSPCA算法的电网暂态稳定态势智能评估

在充分利用电网海量历史运行数据及大量仿真分析数据评估暂态稳定态势过程中,恰当的选择与稳定特征以及提取非正常态势关键影响特征是实现电网暂态稳定态势评估的基础。文中提出了一种基于时序特征选择的暂态稳定态势智能评估方法。给出了基于未来运行点的邻域样本在线生成方法及稳定态势等级描述,选择输电断面作为主要特征;基于时序邻域信息度量算法,依据累积贡献率对特征降序排列,并采用基于邻域互信息的计算并伴随基于SVM的特征子集搜索实现冗余特征的剔除,形成稳定特征子集;在应用电网稳定特征子集进行态势评估场景中,采用改进的多尺度主元分析法对稳定相关信息进行提取,通过特征贡献率排序实现非正常态势关键影响特征识别。结合IEEE 39节点算例系统,仿真结果验证了文中所提方法的有效性。