基于广域测量的在线电压稳定监视

广域测量技术的发展和应用为电力系统电压稳定监视奠定了基础.对采用局部电压、电流变化估计电网侧等值阻抗进行了分析,指出利用SCADA/EMS测量数据不能准确估计电网侧等值阻抗的缺陷,提出基于节点电压和负荷电流相量变化的改进方法和电压稳定性指标.采用广域测量系统间接地避免潮流方程在临界点的不收敛,弥补传统方法在应用中存在的系统规模过大、非线性模型不准确、数据多且更新不及时、速度慢等缺陷.通过仿真计算表明该指标能够正确指示节点的电压稳定性,适于对节点在线静态电压稳定的监视,具有一定实用性.     

一种可在线确定电压稳定运行范围的方法

文中根据节点的戴维南等值电路，提出了一种确定静态电压稳定临界运行状态及其运行范围的方法。通过理论分析认为：节点的最大输出功率与戴维南等值电势的平方成正比、与戴维南等值阻抗成反比，与节点负荷的阻抗角成单调递减变化；节点的临界电压与戴维南等值电势成正比，与节点负荷的阻抗角成单调递减变化。采用广域测量系统，该方法间接地避免了潮流方程的Jacobian矩阵在临界点奇异而带来的不收敛问题，弥补了传统方法在线应用中存在的系统规模过大、非线性模型不准确、数据多且更新不及时、速度慢等缺陷。通过仿真计算表明该方法可行，可以在线快速确定电压稳定临界状态。     

基于实时等值阻抗的电压稳定性分析

根据实时测量的负荷节点的电压、电流相量,将整个系统等值为一简单的两节点系统,在此基础上进行电压稳定性分析,提出了将负荷阻抗模与系统等值阻抗模之比作为电压稳定性指标,该指标能快速估计节点电压稳定性.通过IEEE300节点系统算例,验证了该分析方法是一种简单、快速、有效的方法,且可应用于电力系统电压稳定性的实时监控.     

电压稳定临界域的描述及在线近似确定

广域测量技术的发展和应用为电力系统电压稳定监视奠定了基础.在此引入负荷阻抗角建立了新的电压稳定临界域的描述即电压表示形式和功率表示形式,并建立了电压稳定域.利用广域测量技术对节点戴维南等值参数的在线估计实现了对静态电压稳定临界域的在线确定,间接地避免了潮流计算中Jacobi矩阵在临界点奇异而带来的不收敛问题,弥补了传统方法在线应用中存在的系统规模大、非线性模型不准确、数据多且更新不及时、速度慢等缺陷.通过仿真计算表明提出的方法可行,可在线快速确定电压稳定临界域.     

电压稳定临界域的描述及在线近似确定

广域测量技术的发展和应用为电力系统电压稳定监视奠定了基础。在此引入负荷阻抗角建立了新的电压稳定临界域的描述即电压表示形式和功率表示形式,并建立了电压稳定域。利用广域测量技术对节点戴维南等值参数的在线估计实现了对静态电压稳定临界域的在线确定,间接地避免了潮流计算中Jacobi矩阵在临界点奇异而带来的不收敛问题,弥补了传统方法在线应用中存在的系统规模大、非线性模型不准确、数据多且更新不及时、速度慢等缺陷。通过仿真计算表明提出的方法可行,可在线快速确定电压稳定临界域。     

非解析复变电力系统电压稳定的动态分析方法

由于电力系统是非解析复变系统,节点电压不是负荷电流的解析复变函数。在复数域内,节点电压不能直接对负荷电流求导,所以尚没有文献应用动态分析方法研究电力系统的电压稳定性。提出非解析复变电力系统的动态分析方法,定义电力系统综合动态等值阻抗,证明电力系统达到极大传输功率的必要条件是系统综合动态等值阻抗模等于负荷静态等值阻抗模。仿真计算表明:电力系统极大传输功率的必要条件是正确的;阻抗模裕度最小值决定系统电压稳定整体水平,重点监控最小阻抗模裕度节点的电压稳定水平最有价值。动态分析方法为进一步建立电力系统非线性等值模型及应用非线性等值模型快速准确计算极限潮流提供了理论基础。电力系统极大传输功率判据也可用于判断大规模电力系统潮流解是否可行。     

PCC点系统侧戴维南等值电路参数的估计方法研究

电力系统中PCC点系统侧戴维南等值电路参数的准确估计对电网的安全稳定分析具有重要意义。本文首先根据系统的戴维南等值电路模型,分析了等值电路参数估计的难点在于克服系统侧和负荷侧参数同时波动的影响。进而提出利用偏最小二乘回归法列写回归方程估计系统侧的等值电源和阻抗参数。为提高准确性,文中基于变电站的电压、电流实测数据,结合电压和负荷的波动概率,提出了数据选择的指标,筛选出系统侧保持恒定而负荷侧有较大波动的数据。同时基于实测数据的分析对数据选择指标的取值规律进行了研究。本文方法可有效估计出正序、负序以及谐波频率下系统侧的戴维南等值电路参数,实际算例分析验证了所提方法的有效性。     

交直流并联系统的换流母线电压稳定性分析

随着中国交直流互联电网的发展,迫切需要研究换流母线的电压稳定问题。文中首先给出了交直流并联系统的简单模型,在此基础上介绍了并联交流系统强度指标以及负荷裕度曲线和电压稳定临界曲线。然后以两区域四机交直流混合系统为例,根据负荷导纳模型算法准确求取节点的功率裕度,采用上述2种曲线分析方法详细讨论并联交流系统强度和受端系统等值阻抗对逆变站换流母线电压稳定性的影响。最后对比分析了不同直流系统稳态控制方式下换流母线的负荷裕度,研究结果表明受端为弱交流系统时,采用整流侧定电流 — 逆变侧定电压的控制方式将有利于提高系统稳定性。     

基于最小范数的系统侧谐波变阻抗求解技术

系统侧谐波阻抗计算对新型电力系统的安全稳定运行有至关重要的意义。在谐波阻抗估计算法中,通常假设谐波测量阻抗、电网侧电压在测量周期中恒定不变。实际上电网为动态的网络,电网运行方式时常发生改变,从而导致谐波阻抗大小呈现波动的状态,电网侧电压也随着负荷的变化而不断变化。因此,谐波阻抗以及电网侧电压也是随时间不断变化的,但相邻采样时间内变化并不大。本文提出了一种新的系统侧谐波阻抗估算方法,以测量周期内相邻采样时间的阻抗变化量和电压变化量的最小范数为标准来估算谐波阻抗。在测量周期内建立目标函数,通过最小化目标函数获得谐波阻抗。通过仿真和现场实际案例分析,验证了该方法在高谐波背景和用户侧谐波阻抗小于电网侧谐波阻抗的条件下的准确性和可靠性。     

基于PMU测量数据的改进型戴维南等值参数递推估计算法

研究快速获得电力系统戴维南等值参数,实现对指定节点的电压在线监测,提出一种利用微分变量反应参数变化的改进型戴维南等值参数递推估计算法,并推导出参数计算的表达式。根据电网节点电压电流相量特性,基于PMU测量数据计算出电网侧等值阻抗,将其作为该算法的启动初值。具有结构简单,计算量小的特点。经IEEE14节点系统算例仿真验证,能够快速有效的在线实时跟踪戴维南等值参数,并可广泛应用在实际电网中。     

广域测量系统用于电压稳定在线预测

广域测量技术的发展和应用为电力系统电压稳定预测奠定了基础。为了提高电力系统的安全稳定运行,提出了一种基于广域测量系统(WAMS)的电力系统关键节点电压稳定在线预测方法。该方法根据安装在关键节点的相量测量单元(PMU)实时采集的局部电压、电流相量,利用最小二乘法拟合出电压、电流相量随着负荷增长的变化趋势,可预测出该负荷增长下未来某一时刻关键节点的电压、电流相量变化。利用电压稳定复合判据来评估电压的稳定性并采用k值指示节点的电压稳定程度。在2机5节点及新英格兰10机39节点系统上通过仿真计算,结果表明该方法能有效预测关键节点的电压稳定性。     

基于广域量测的电压稳定在线监测方法

利用电压稳定在线监测系统进行在线预警,是电压稳定在线监控系统的重要组成部分。该文根据单电源简单传输系统模型,提出一种在线监测静态电压稳定性的负荷裕度指标,它可准确地反映节点的负荷裕度,能给出运行点是否位于系统PV曲线上半支或下半支的信息。对多机系统中的负荷节点及联络节点构造单电源功率传输等值系统,等值电源的电压幅值能基本保持恒定;利用广域量测系统,测量计算单电源功率传输等值系统参数及负荷裕度指标。在改进的IEEE 50机测试系统上仿真表明,提出的电压稳定在线监测方法能很好地反映负荷裕度,捕捉到电压稳定薄弱母线。     

基于广域测量系统的大区域电网负荷建模的研究

针对基于负荷特性测量装置量测的传统负荷建模方法在大区电网负荷建模过程中存在的问题,结合现阶段广域测量系统的特点,提出一种以相量测量单元可观测节点的局部电压直接量测或伪量测为基础的广域负荷建模方法.该方法在假设发电机模型、输电线路模型相对较为精确的前提下,通过进化算法和时域仿真计算逐步寻优的过程获得适应时变性的某种负荷模型.数字仿真结果表明,该负荷建模方法能够作为一种校正方法以较高的精度满足数字计算的需要,验证了该方法的可行性和有效性.     

电力系统中基于PMU同步数据的应用研究综述

基于同步相量测量技术的广域测量系统为电力系统各领域中新应用功能的研究开发提供了全新的数据支撑平台。文章简要介绍了同步相量测量技术及在此基础之上的广域测量系统的发展现状;着重分析了PMU量测数据在包括阻尼控制、暂稳分析及控制、电压稳定、解列控制在内的电力系统动态领域以及包括线路参数测量、状态估计、潮流计算在内的电力系统稳态领域和继电保护领域中的应用研究情况;同时对这些应用研究的特点、优点以及存在的主要问题进行了相应的评述。     

广域测量技术在电力系统分析及控制中的应用综述

综述了广域测量系统(wide-Area Measurement System,WAMS)在电力系统稳态分析、全网动态过程记录和事后分析、电力系统动态模型辨识和模型校正、暂态稳定预测及控制、电压和频率稳定监视及控制、低频振荡分析及抑制、全局反馈控制、故障定位及线路参数测量等方面的应用.通过这些应用可以看到,WAMS给电力系统分析与控制提供了新的视角和解决方法,值得深入研究.     

基于广域测量系统的电力系统稳定控制

近年随着电网规模扩大、区域系统互联,电力系统出现一些现有方法难以解决的稳定问题,例如,如何持久有效地抑制区间低频振荡等,而同步相量测量技术的发展及广域测量系统(WAMS)的建设为此提供了新的手段.重点结合实际系统应用说明了当前世界上WAMS发展现状及其在电力系统保护与稳定控制中的应用实例.首先,介绍了PMU及WAMS的基本原理与历史发展过程;其次,在详细说明美国与中国WAMS发展现状的基础上,概述了各主要WAMS的规模和PMU的性能水平.最后,从非连续控制及连续反馈控制2个方面介绍了WAMS在电力系统稳定控制中的实际方案.     

基于广域测量系统的状态估计研究综述

广域测量系统（WAMS）的逐步发展给电力系统在线分析方法提供了一个新思路。针对WAMS测量精度高、具有同步相量测量功能以及数据传输快等特点，分别从引入高精度节点电压相量量测的状态估计算法、引入高精度支路电流相量量测的算法、引入全部WAMS量测的算法以及其他与WAMS状态估计相关的问题等4个方面，介绍了目前引入WAMS量测的各种状态估计算法；并详细分析了各种算法的优缺点和适用范围，从工程应用出发研究其可行性，对部分算法给出了改进措施。讨论了WAMS的不良数据检测与辨识问题、相量测量装置（PMU）的最优配置问题以及基于PMU的动态状态估计和谐波状态估计等与WAMS状态估计相关的其他问题。     

电力系统广域测量中多采样率转换的研究

广域测量系统对电网动态过程进行实时监测,为全网在线安全稳定分析和控制提供平台。但是,各测量点所用互感器并非同一型号,需要将多采样频率信号转换为同一采样频率。通过对不同采样频率信号的内插、抽取和凯赛窗低通滤波三者的级联,实现了任意分数倍采样频率的转换。在此基础上,提出了基于全波傅氏的数字窄带滤波算法。算例分析验证了所提方法的有效性和准确性。该算法在频率转换的同时能对信号进行有效、快速的滤波,实现了对采样信号不失真的频率归一化。     

电力系统扰动后稳态频率预测快速算法

研究了基于广域量测系统的电力系统频率稳定分析直接法的精度和复杂度,提出了电力系统扰动后稳态频率预测快速算法。利用电力系统仿真软件PSS/E对IEEE50机改进测试系统进行了仿真试验,比较了不同负荷模型方案对系统扰动后稳态频率的影响。通过蒙特卡洛法求解实现了所提出的快速算法,它利用扰动后瞬间的广域量测数据,快速预测出系统扰动后的稳态频率。预测的稳态频率与PSS/E仿真得到稳态频率相比很接近,表明该快速算法求解速度快,精度高。