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.     

暂态能量裕度的解析灵敏度分析

本文首次推导了保留结构模型下暂态能量裕度对发电机有功出力灵敏度的解析表达式,详细地给出了用势能界面法(PEBS)求暂态参量裕度灵敏度的计算方法和计算过程。最后,本文利用暂态能量裕度对发电机出力的灵敏度进行暂态稳定预防控制,以提高系统的暂态稳定性。对两个试验系统的计算结果表明,本文的方法是可行和有效的。     

基于暂态能量裕度灵敏度分析的动态切负荷计算

提出了一种暂态能量裕度灵敏度与潮流分配因子技术相结合的电力系统动态切负荷方法.运用暂态能量裕度灵敏度法可以快速导出系统稳定极限,采用暂态能量裕度对接口流的灵敏度来计算接口流极限,将故障时刻系统的负荷分布与系统的接口流极限进行比较最终获得动态切负荷方案.并通过算例验证了该方法的可行性与有效性.     

一种解析的暂态能量裕度灵敏度及其应用

暂态稳定裕度对发电机出力的灵敏度在暂态稳定预防控制中具有重要应用价值。给出了一种解析的暂态能量裕度对发电机出力的灵敏度。采用电力系统结构保留模型,有功负荷采用恒功率模型,无功负荷采用恒阻抗模型,推导得到了暂态能量裕度对发电机出力灵敏度的解析表达式。推导过程中的主要假设条件是所采用的结构保留模型以及故障过程中发电机输出电磁功率不变的假设,无其他近似。得到的灵敏度公式便于计算,可应用于电力系统详细模型。灵敏度的大小可用于指导暂态稳定预防控制。仿真结果验证了灵敏度的准确性及其应用于暂态稳定预防控制的有效性。     

网络结构保持下的能量裕度灵敏度分析

阐述了电力系统结构保持模型了基于灵敏度的ＢＣＵ方法,其显著特征是当运行参量变化时不依赖于主导不稳定平衡点不变的假设,用该方法可以快速有效地提供运行人员感兴趣的安全信息,运行参量变化时系统稳定裕度的灵敏度以及受一定故障支配的临界机极限输出动率等,６机２２节点系统的试验结果表明用这种方法是行之有效的。     

快速高阶Taylor级数法暂态稳定计算

本文从解析发电机节点入手,分析和研究了发电机与系统网络座标系之间座标变换矩阵的导数规律。并结合因子表技术,得到了在计及发电机暂态凸极效应的情况下,发电机与系统网络接口处各种时变量的各阶导数的递推公式,形成了快速高阶Taylor级数法暂态稳定计算方法。分析和计算结果表明该方法具有准确、快速和递推的优点,在电力系统暂态稳定计算与分析中有很大的实用价值。     

基于暂态能量裕度灵敏度计及暂态稳定约束的优化潮流计算

提出了一种基于暂态能量裕度灵敏度的含有暂态稳定约束的优化潮流算法.它用时域仿真法对系统进行暂态稳定分析,提前滤除不失稳故障,并结合混合法计算失稳故障的能量裕度.依据最严重故障的能量裕度与发电机有功出力变化量的近似线性关系及能量裕度对发电机有功出力的灵敏度来调整发电机的有功出力.在计算程序中充分运用变步长搜索策略提高了计算效率,对考虑多个预想故障的含有暂态稳定约束的优化潮流问题具有良好的全局收敛性.最后通过IEEE 30节点系统和IEEE 57节点系统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.     

基于时域仿真的暂态裕度灵敏度分析

结合时域仿真,提出了多机系统中单机加速面积、减速面积计算方法、临界机组单机等面积定则第一摇摆稳定判据、稳定裕度计算方法等。并提出了加速面积、减速面积、减速功率（稳定裕度）对网络节点有功、无功及变压器变比的灵敏度分析方法。临界机组群单机等面积定则第一摇摆稳定判据与时域仿真角度准则精度相同,但具有数值积分时间短的优点;暂态稳定裕度灵敏度能用于暂稳控制装置安装地点的选择、安全校正再调度及系统稳定裕度约束和在线稳定监视。     

网络结构保持下的能量裕度灵敏度分析

阐述了电力系统结构保持模型下基于灵敏度的BCU方法,其显著特征是当运行参量变化时不依赖于主导不稳 定平衡点不变的假设。用该方法可以快速有效地提供运行人员感兴趣的安全信息：运行参量变化时系统稳定 裕度的灵敏度以及受一定故障支配的临界机极限输出功率等。6机22节点系统的试验结果表明用这种方法是行 之有效的。     

一种简捷快速的暂态稳定仿真算法

在对Ｔａｙｌｏｒ 级数法暂态稳定计算的步长进行分析的基础上,根据计算精度的要求,提出了Ｔａｙｌｏｒ 级数法暂态稳定计算步长的动态控制,并由此实现了一种简捷、快速的暂态稳定计算方法。分析与计算结果表明,由于在计算过程中按计算精度的要求来动态地选取步长,从而在保证计算精度的前提下,有效地提高了Ｔａｙｌｏｒ 级数法暂态稳定计算的解算效益。     

一种基于故障轨迹的暂态能量裕度计算方法

基于系统故障轨迹求取系统暂态能量裕度可以解决暂态能量函数法的模型适应性问题,在电力系统暂态稳定评估中具有重要意义。深入研究了去掉线性路径假设导致的部分区间内无法沿故障轨迹计算暂态势能的问题,并提出以故障清除时刻为暂态势能参考点和补偿裕度的概念,给出了一种沿故障轨迹的暂态能量裕度计算方法。仿真计算表明了该方法的有效性。     

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。     

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。     

Transient stability output margin estimation based on the energy function method

In this paper, a new method of estimating the critical generation margin (CGM) in power systems is proposed based on transient stability diagnostics. The proposed method can directly compute the stability limit output for a given fault based on the transient energy function method (TEF). Since CGM can be directly obtained by the limit output using estimated P‐θ curves and is easy to understand, it is more useful than the conventional critical clearing time (CCT) of the energy function method. The proposed method can also estimate CGM as a negative value, which means instability in the present load profile, and so a negative CGM can be directly used as a restriction on generator output. The accuracy and fast solution ability of the proposed method are verified by applying it to a simple 3‐machine model and IEEJ EAST10‐machine standard model. Furthermore, the usefulness of the method for severity ranking of transient stability for various fault cases is discussed by using CGM. 2010 Wiley Periodicals, Inc. Electr Eng Jpn, 173(3): 10–19, 2010; Published online in Wiley InterScience ( www.interscience.wiley.com ). DOI 10.1002/ eej.21035     

基于轨迹灵敏度的能量裕度灵敏度解析算法

电力系统参数的变化对系统稳定性有很大的影响,如何确定这些参数的变化在给定故障情况下对系统稳定性的影响、改变哪些参数对系统稳定性影响更大具有重要意义。提出了一种系统能量裕度灵敏度的解析算法,从能量裕度的数学表达式出发,利用能量裕度的全微分公式进行灵敏度计算。该方法计算比较灵活,考虑了发电机动态过程对轨迹灵敏度的影响,计算能量裕度对系统参数的灵敏度。该算法在IEEE50机系统中进行了测试。     

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.     

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。