基于ESA的风电场并网系统静态电压稳定性分析

以特征结构分析法(ESA)为理论基础,探讨了基于异步风力发电机组的风电场接入系统后对系统电压稳定性的影响.采用最小模特征值和参与因子作为衡量指标,给出了系统的静态稳定裕度,指出了系统中最有可能发生电压不稳定的节点和区域.通过将风电场接入标准IEEE39节点测试系统并进行计算和分析,结果表明:风电场及其附近节点具有较强的参与特性,是影响系统电压稳定的关键区域;风电场接入后系统的静态稳定裕度降低,弱稳定区域扩大,在风力发电机机端装设补偿装置可以有效地改善系统的静态稳定裕度; 风电场的接入降低了系统的负荷裕度,但是对系统达到极限负荷时的失稳区和失稳模式没有明显影响.     

基于ESA的风电场并网系统静态电压稳定性分析

以特征结构分析法（ESA）为理论基础,探讨了基于异步风力发电机组的风电场接入系统后对系统电压稳定性的影响。采用最小模特征值和参与因子作为衡量指标,给出了系统的静态稳定裕度,指出了系统中最有可能发生电压不稳定的节点和区域。通过将风电场接入标准IEEE39节点测试系统并进行计算和分析,结果表明：风电场及其附近节点具有较强的参与特性,是影响系统电压稳定的关键区域;风电场接入后系统的静态稳定裕度降低,弱稳定区域扩大,在风力发电机机端装设补偿装置可以有效地改善系统的静态稳定裕度; 风电场的接入降低了系统的负荷裕度,但是对系统达到极限负荷时的失稳区和失稳模式没有明显影响。     

模态分析技术在系统薄弱环节分析中的应用

在传统的Q-V模态分析法基础上,考虑了节点有功微增量变化对模态分析结果的影响,利用修正后的降阶雅可比矩阵特征值对某一运行方式下的系统电压静态稳定性进行判别。并对该系统状态进行薄弱环节分析,且在潮流方程中增加PV节点的无功微增量,使得运用模态分析法计算节点参与因子时可以得到发电机节点对电压崩溃的参与程度,弥补了使用传统Q-V模态分析法只能计算PQ节点参与因子的不足。结合非序贯的蒙特卡洛模拟法对系统状态进行随机抽样,计算出系统电压崩溃的概率风险。针对IEEE-RTS 79系统算例做了应用研究,验证了将改进后的模态分析技术运用到系统电压崩溃风险薄弱环节分析中的有效性。     

特征结构分析法对风电系统静态电压稳定的研究

以特征结构分析法为理论基础,对包含风电场(基于恒速恒频机组构成)的电力系统的静态电压稳定问题进行研究.通过对相关比、参与因子和潮流雅可比矩阵、收缩有功和无功雅可比矩阵最小模特征值的分析,揭示电压和角度不稳定的机理和失稳模态,并提供相关节点的参与程度和系统的稳定裕度信息.仿真结果表明:基于恒速恒频机组构成的风电场及其附近节点具有较强的无功-电压参与程度,是系统电压失稳的关键区域.在IEEE10机39节点电力系统中加入基于恒速恒频机组的风电场并网的简化模型进行仿真研究,采用连续潮流算法对系统平衡解流形进行追踪,对鞍结分岔点的计算采用分岔理论中的直接算法,工具软件采用MATLAB7.04.     

特征结构分析法对风电系统静态电压稳定的研究

以特征结构分析法为理论基础,对包含风电场（基于恒速恒频机组构成）的电力系统的静态电压稳定问题进行研究。通过对相关比、参与因子和潮流雅可比矩阵、收缩有功和无功雅可比矩阵最小模特征值的分析．揭示电压和角度不稳定的机理和失稳模态,并提供相关节点的参与程度和系统的稳定裕度信息。仿真结果表明：基于恒速恒频机组构成的风电场及其附近节点具有较强的无功-电压参与程度．是系统电压失稳的关键区域。在IEEE10机39节点电力系统中加入基于恒速恒频机组的风电场并网的简化模型进行仿真研究,采用连续潮流算法对系统平衡解流形进行追踪,对鞍结分岔点的计算采用分岔理论中的直接算法。工具软件采用MATLAB7．04．     

风电并网后系统电压稳定薄弱节点研究

基于连续潮流分析方法,利用提出的节点电压灵敏度指标来分析风电场并网后系统的静态电压稳定问题。通过含有变速恒频机组的风电场并网的简化模型算例进行了仿真研究,结果表明,在电压稳定极限点附近,风电功率注入使得风电场及其附近节点是电压不稳定的关键区域,模态分析得到的结果验证了该方法的有效性。     

基于特征结构法的交直流系统电压稳定性分析方法

提出了基于特征结构的交直流电力系统电压稳定性分析方法。将特征结构分析法应用于交直流系统的电压稳定性分析,以特征值分解技术为基础,对传统的雅可比矩阵进行降阶处理,利用该矩阵中的元素和直流系统各种参数的关系,求取出交直流系统雅可比矩阵的最小模特征值及其对应的左、右特征向量。通过比较不同负荷水平下的最小模特征值,得到整个交直流系统的电压稳定边界值。通过求出各母线的参与因子来判别系统中最易导致电压失稳的区域。对IEEE-14节点系统运用此方法进行了电压稳定性分析,证明了该方法对于评估交直流系统电压稳定性问题的有效性和正确性。     

考虑UPFC安装位置的静态电压稳定分析

为了提高电力系统电压稳定性,预防电压崩溃,维持电网安全运行,笔者建立了UPFC的等效注入功率模型,采用特征结构分析法（ESA）对系统当前运行状态进行了静态电压稳定分析,并以最小模特征值作为静态稳定的度量.通过电压灵敏度和状态变量对特征模式的参与因子两种指标找到了系统薄弱环节,分别在系统最薄弱节点和一般薄弱节点处安装了UPFC,进行了新英格兰39节点系统计算.算例分析结果表明,UPFC能够提高电网最低的节点电压,提高系统电压稳定性.     

基于小干扰分析的电力系统电压稳定研究

介绍小干扰分析电力系统电压稳定的基本原理和电力系统静态电压崩溃极限点的概念;其次,介绍了考虑SVC的小干扰电压稳定分析的数学模型及其方法;最后,基于上述模型和方法对IEEE3机9节点和2机四节点进行算例分析,在具体分析时对比了不含SVC和含SVC的系统的小干扰电压稳定性,验证了SVC对静态电压稳定的作用;对比分析了系统正常运行状态下和在静态电压临界点的小干扰稳定情况;通过计算系统各个模态的参与因子,得到了对系统小干扰稳定性有重要作用的状态变量;通过计算各节点电压失稳系数,得到系统的小干扰电压稳定的薄弱节点。上述研究验证了SVC对提高电压稳定具有重要作用,参与因子和失稳系数能为确定电压稳定的薄弱环节提供一定的判断依据。     

多馈入直流受端电网静态电压稳定的薄弱区域识别及优化研究

多馈入直流受端系统在高压输电系统中逐渐增多,故障情况下大范围潮流转移将对受端电网的电压稳定构成冲击,严重情况下,甚至会造成电压崩溃。针对多馈入直流受端电网静态电压稳定性,提出了一种综合应用连续潮流法、严重故障筛选法、模态分析法快速求取静态电压稳定极限、节点相对参与因子等指标开展薄弱区域识别的方法。应用于江苏南部受端电网,并针对薄弱区域提出了电压稳定提升措施。计算结果显示,江苏南部受端电网静态电压稳定薄弱区域位于苏州电网及锦苏特高压直流近区,在电压稳定薄弱区域安装STATCOM,能够更好地提升苏南直流受端电网电压稳定性。     

P-V曲线与模态法联合应用分析电网静态电压稳定性

针对传统电压稳定性方法应用于实际电网效果欠佳,提出了一种P-V曲线与模态分析联合应用的新方法.首先由P-V曲线计算功率储备系数Kp,衡量电网静态电压稳定裕度,找出功率储备相对薄弱区域,以此结果为基础,然后采用模态法分析、计算最小奇异值下各个节点的参与因子,找出电力系统中弱区域、关键支路和关键发电机,指导运行人员在发生大扰动时,注意薄弱区域,及时调整潮流、安排无功储备等.以某地区电网为例进行研究,验证了该方法的有效性和实用性.     

计及STATCOM的电力系统电压稳定特征结构分析

静止同步补偿器STATCOM是柔性交流输电系统FACTS家族中的重要成员,可有效改善系统电压调节特性,提高系统电压稳定裕度.文章基于特征结构分析法,将STATCOM的稳态模型加入潮流方程中,建立计及STATCOM的电压稳定计算模型.该方法以最小模特征值作为系统接近电压不稳定的量度,以电压灵敏度和参与因子为指标,判断全电网中最有可能发生电压不稳定的节点和区域,从而为STATCOM的配置提供依据.对WSCC-3机9节点系统仿真,验证了STATCOM对电压稳定的积极作用.     

计及TCSC的交直流系统静态电压稳定性分析

基于交直流系统潮流方程雅可比矩阵的特征结构分析法,提出了一种利用可控串联补偿器(thyristor controlled series compensator,TCSC)提高交直流系统静态电压稳定性的方法。该方法研究了交直流系统潮流方程雅可比矩阵的最小模特征值,以节点电压对无功功率变化的灵敏度为指标,结合参与因子,判断全电网中最有可能发生电压不稳定的节点或者区域,从而为系统无功功率补偿装置的配置提供决策依据。对美国西部5机14节点系统进行了仿真计算,验证了TCSC在交直流系统中提高静态电压稳定性的可行性、有效性和正确性。     

基于特征值指标的光伏并网系统静态电压稳定性

随着可再生能源的持续发展,光伏电站呈规模化并网趋势,但光伏并网的无序化发展会诱发光伏并网系统静态电压失稳风险。基于此,本文首先利用光伏的等效导纳构建了光伏规模化并网系统的等效模型,将光伏并网对静态电压稳定性的影响量化为光伏等效导纳对导纳矩阵特征值的影响,得出导纳矩阵最小特征值减小会恶化光伏并网系统的静态电压稳定性的结论。随后,提出了基于特征值-有功灵敏度的光伏并网系统静态电压稳定性评估指标,并且考虑导纳矩阵与光伏并网系统网络拓扑间的强相关关系,进一步分析了网络拓扑对静态电压稳定性的影响,从交流和直流两个角度提出了能够提升静态电压稳定性的光伏并网方案,得出合理改变输电网络拓扑能够提升光伏并网系统静态电压稳定性的结论。最后,基于14节点系统算例验证了本文提出的特征值指标和光伏并网方案利于保障光伏规模化并网系统的静态电压稳定性,推动光伏有序并网。     

电力系统电压稳定性及其研究现状(一)

分2部分综述了电力系统电压稳定性的研究现状。第1部分首先介绍了电压稳定的定义和分类情况,然后对迄今为止电压稳定的静态和动态分析方法进行了总结和评述。静态分析方法中,灵敏度法物理概念简单明确,在简单系统中判据严格、准确,但推广到复杂系统后有效性无法保证;潮流多解法间接克服了潮流方程雅可比矩阵在临界点奇异带来的收敛问题,但低电压解的求取比较困难,现已较少采用;奇异值(特征值)分析法中潮流雅可比矩阵的奇异值或特征值变化缓慢且具有高度非线性,发电机无功越限时会导致最小特征值跳变,因而最小奇异值难以对系统电压稳定程度作出客观评价。动态分析方法中,小扰动分析法需要恰当考虑元件动态特性,建立尽可能简化而又能较精确反映系统动态的分析模型;关于分岔及混沌的理论研究一般局限于低维、简单模型系统和周期性小扰动,并引入了很多假设;基于本地测量数据的方法间接考虑了元件的动态特性,但只能用于单个节点或母线上,可作为集中控制方案的补充。     

基于最小奇异值灵敏度的电压稳定薄弱节点研究

最小奇异值作为静态电压稳定指标已广泛应用于电力系统的稳定分析之中。在最小奇异值分析的基础上,给出了最小奇异值对负荷功率的灵敏度,提出将最小奇异值灵敏度用于薄弱节点的分析及无功补偿点的确定。以IEEE57节点系统为例,在考虑负荷平均增长的情况下,分析了负荷变化对最小奇异值的影响,确定了系统薄弱区域及最弱节点,算例表明在所确定的最弱节点处进行无功补偿,可更有效地提高系统电压水平和电压稳定性。     

多运行方式下恢复交直流系统潮流可行域的控制策略

电力市场化后,电力系统将运行在更加接近稳定约束边界的状态。当系统按正常网架运行时,由节点负荷和发电机出力确定的运行方式随时都在变化,系统可能在某些运行方式下出现不满足稳定约束条件的情况。针对一系列预想故障,提出了一种多运行方式下交直流互联系统静态电压稳定的预防控制策略,以使系统在所有的运行方式下对N-1情况都运行在潮流可行域范围内。以潮流雅可比矩阵的最小模特征值确定系统的最严重预想故障,根据节点注入无功对最小模特征值的参与因子,挑选出在恢复潮流可行域的优化计算中需要切除负荷和调整发电机出力的节点,并配合调整直流变量恢复系统至可行域范围内。算例分析表明所提方法是有效的。     

运用特征值法确定交直流系统电压失稳区

直流输电可以对其功率快速地进行调节,从而提高与直流系统相连接的交流系统的稳定性,所以交直流系统在国内外应用得越来越多,而研究如何定量地分析交直流系统的电压稳定性成为了当前比较迫切需要解决的问题。该文结合交直流系统的特点,采用改进的牛顿法求解交直流系统的潮流,在得到收敛潮流的最小特征值及其左右特征向量后,计算出各节点的参与因子,并以参与因子为依据,采用特征值法对在一定直流控制方式下的交直流系统进行电压稳定性分析,找出交直流系统的电压易失稳区,从而为采取相关措施提高整个交直流系统的电压稳定性提供有价值的参考依据。最后通过对一个9节点的交直流系统采用本文方法进行仿真计算,证明了本文所述方法的有效性和可行性。     

电力系统动态稳定性的解析延拓分析

在静态电压稳定性分析中，常把潮流极限或PV曲线的顶点视为电压稳定的临界点，由于这种分析方法未计及系统元件的动态特性，使分析结果的可信度受到影响。该文在延拓算法基础上利用小扰动分析法进行动态稳定性研究，并采用状态变量的模式参与因子进行稳定类型判别：采用带预测-校正步骤的延拓算法追踪系统的平衡解流形，延拓过程使用局部参数化方法；由获得的各平衡点出发，在计及发电 机、励磁与调速系统和SVC动态的情况下，利用小扰动分析法分析电力系统的电压稳定性，系统相关状态矩阵的形成采用对状态变量逐个施加扰动的数值计算方法。算例分析结果表明，与静态分析法得到的电压稳定极限相比，文中使用计及元件动态特性的小扰动分析法所获得的电压稳定极限具有明显的不同，而且在考虑元件动态特性的情况下，系统可以运行于PV曲线下半支的部分区域。