计及发电机凸极效应的暂态稳定性实时预测与控制量计算

本文给出利用发电厂本地的电气量及开关量构成发电厂与电力系统之间的暂态稳定紧急控制装置的实时与超实时相结合的算法，算法计及发电机的凸极效应、超实时算法在故障中预测网络的操作，快速预测暂态不稳定性并计算维持暂态稳定所需切机的台数，能在故障后４０ｍｓ内起动切机控制。实时计算跟踪故障的发展和网络的操作，在故障的极限清除时刻计算切机量并起动控制。数值试验表明，该算法对暂态不稳定的预测快速、准确、控制量计算正确且投入切机控制后有效。     

基于曲线拟合的电力系统紧急控制切机策略研究

切除发电机是电力系统中提高暂态稳定性的有效方法之一。针对电力系统暂态稳定控制中现有切机控制策略的不足,提出了一种紧急切机控制的曲线拟合切机策略。利用△P积分方法确定大扰动下的临界机群,根据故障后短时间内（0.1s）临界机组实际数据,计算发电机惯性中心坐标下的Pe-δ曲线,对其进行多项式最小二乘曲线拟合,预测临界机组能量变化曲线,预判系统稳定性及快速计算切机量。通过NewEngland10机39节点系统的应用说明算法的有效性。     

发电厂安全稳定紧急控制装置的研制原理及算法

介绍了用于东北电力系统铁岭发电感和的ＷＡＷ－１型安全稳定紧急控制装置的原理及算法。装置采用了Ｅｑ恒定的发电机模型,自动判别发电厂机组及电厂直接出线的运行方式及状态,自适应地完成玫与系统间静态稳定储务示足报警;预测扰动后系统的暂态不稳定性;实时计算为维持暂态稳定需要的切机控制量。对于中长期摇摆而造成的动态不稳定配置了经过Ｘｄ补偿后的视在电阻检测的失步解列控制。该原理和算法用于可等值为单机无穷大母线的     

GPS同步时钟用于电力系统暂态稳定控制的初步研究

本文提出了一种新的全局性的暂态稳定控制方法，它利用基于ＧＰＳ同步时钟的相量测量单元来测量各发电机的转子角度，并用它们来预测系统未来的摇摆情况，当预测出系统将失去稳定时进行切机控制以保持暂态稳定性。     

采用储能电源辅助的暂态稳定紧急控制方法

为减少切机量并使暂态稳定紧急情况得到有效控制,提出采取切机措施同时联合储能电源进行暂态紧急控制的策略。推导了含储能电源的系统三阶等值模型,基于反步法计算中间控制变量的控制律,并进一步设计储能电源装置的暂态稳定非线性鲁棒控制器。在扩展等面积法(EEAC)的基础上提出一种参考切机量的简化计算方法。提出通过切机组合优化算法选择最优切机组合并在切除机组的同时投入储能电源。基于含储能两区域系统近似等效模型分析储能有效控制时段并给出了退出时间的计算方法。利用PSASP 7.0用户自定义(UD)模型搭建储能电源及控制器模型并接入WEPRI 36节点系统中进行控制器及控制策略有效性的验证。仿真结果显示所设计的控制器能够有效提高系统暂态稳定性,所提出的策略和储能电源切除时间计算方法能够达到减少紧急控制切机量和储能充放电次数的目的。     

基于临界机组对的暂态稳定紧急控制策略

为使暂态稳定紧急情况得到有效控制,从临界机组对信息入手,提出一种基于临界机组对稳定性指标灵敏度的切机切负荷控制策略。首先推导了临界机组对稳定性指标对控制量的灵敏度表达式,将其用于构造暂态稳定约束条件,进而借助优化算法获得紧急控制所需的切机切负荷量及控制地点。该方法只需部分发电机信息,计算简单,且基于临界机组对稳定性指标的灵敏度可表达控制量对每一失稳机组的控制能力,物理概念更清晰。仿真算例证明了该方法较基于全系统稳定裕度的灵敏度方法切除量要小。     

基于复杂网络理论的切机控制策略

基于复杂网络的同步化控制理论,提出了一种用于暂态功角稳定的切机控制策略计算方法。首先将电力系统状态矩阵的对角元定义为相应发电机的同步能力系数,以反映发电机与网络之间的耦合强度;其次分析了短路故障和切机控制措施对各发电机同步能力系数的影响,并提出了切机地点有效性指标。基于此指标,提出了一种切机控制策略的计算方法,即利用电力系统的线性化模型,确定最佳切机地点和切机量,再利用电力系统的非线性模型进行切机控制策略的可行性校核,从而实现电力系统的暂态功角稳定控制。IEEE-9节点和IEEE-39节点系统的仿真分析证明了算法的有效性。     

基于区间联络线能量预测的暂态稳定紧急切机控制（一）机理与方法

随着PMU/WAMS技术的广泛应用,基于广域响应的暂态稳定紧急控制技术已成为可能。针对互联电网区间暂态失稳,分析扰动后区间联络线功率的动态特征及其与系统不平衡能量的关系,提出一种基于区间联络线能量预测的暂态稳定紧急切机方法。根据扩展等面积法则建立振荡中心所在联络线的功率-相角差相平面,映射系统暂态能量变化,并以此计算联络线的紧急调节功率。系统运行中,根据地区特征发电机的受扰响应刷新切机序位表,并利用离线计算得到的功率转移分布因子实现在线切机功率分摊计算,制定基于最小代价的紧急切机策略。所提方法无需健全广域测量,计算效率高。     

利用相平面轨迹特性的暂态稳定控制切机负效应的机理研究

暂态功角稳定控制中往往对领先机群中的机组进行切机控制,目前有多种切机选取原则来选择具体切除的机组,但对可能导致的切机负效应问题无法事前检验并缺乏机理解释。针对这一难点问题,该文利用受扰系统中发电机转子的ω-δ相图,依失稳轨迹定义切机正效应区间和切机负效应区间。在此基础上研究切机控制措施的边界条件,分析多机系统中的切机控制效应,揭示切机负效应产生的机理并给出一种切机负效应的事前检测方法。所提方法不依赖于时域仿真手段,完全基于广域量测信息进行,可事前检测出具有负效应的机组以避免切机负效应。仿真结果验证了所提方法的有效性,为基于广域量测信息的实时暂态稳定分析与控制提供技术支撑。     

基于区间联络线能量预测的暂态稳定紧急切机控制(一)机理与方法EI北大核心CSCD

随着PMU/WAMS技术的广泛应用,基于广域响应的暂态稳定紧急控制技术已成为可能。针对互联电网区间暂态失稳,分析扰动后区间联络线功率的动态特征及其与系统不平衡能量的关系,提出一种基于区间联络线能量预测的暂态稳定紧急切机方法。根据扩展等面积法则建立振荡中心所在联络线的功率-相角差相平面,映射系统暂态能量变化,并以此计算联络线的紧急调节功率。系统运行中,根据地区特征发电机的受扰响应刷新切机序位表,并利用离线计算得到的功率转移分布因子实现在线切机功率分摊计算,制定基于最小代价的紧急切机策略。所提方法无需健全广域测量,计算效率高。     

A hybrid method for generator tripping

Generator tripping is one of the most effective approaches to enhance the transient stability of a power system. In this paper, an online prediction method of transient stability and an offline analysis method of generator tripping are studied respectively. First, a polynomial curve fitting technique is employed to improve the online prediction accuracy of system stability. Then, a shell program is developed to automatically generate and update look-up tables for generator tripping. Based on these, a hybrid method is proposed. It uses the look-up tables to determine generator tripping requirements and before sending out generator tripping signals, instability is confirmed by online prediction of system stability. Simulation results show that this hybrid method can avoid unnecessary generation shedding.     

异步联网送端系统紧急切机控制方法

在异步联网运行方式下,送、受端系统间相互支援能力弱,因直流紧急降功率所导致的送端系统频率稳定问题不容忽视。在分析系统频率特性的基础上,提出了具有预测性的送端系统紧急切机控制方法。该方法将依据B样条拟合曲面预测得到的系统暂态频率最大偏差作为紧急控制启动判据,实现在系统功率出现不平衡的前期就能准确启动切机控制,避免系统进入紧急状态;根据功率平衡控制原理和预测所得的暂态频率最大偏差求出紧急控制所需切机量,并依据电气距离确定机组切除顺序。以实际暂态频率最大偏差、频率到达稳态时间以及直流频率限制控制器(FLC)恢复至额定状态的时间为指标,与系统采用高频切机控制进行对比。通过算例验证了所提方法的有效性。     

基于改进支路暂态能量函数的风电并网暂态最优切机控制

大规模风电接入比例的增加对电力系统暂态稳定性造成了影响,因此在风电并网系统的紧急控制中必须考虑风电切机措施。首先分析了双馈式感应发电机(DFIG)的暂态运行特性;然后运用改进支路暂态能量函数法分析了DFIG和传统火力发电机切机效果的差异性。结果表明在风电并网系统的紧急控制中应考虑风电和火电机组切机比例的配合。因此,提出一种考虑风力发电机的最优切机决策模型和一种实用化解法,合理选择最优的风火电切机比例,改善系统恢复过程的特性,极大地提高了系统运行稳定性。通过某区域风电外送系统暂态切机算例验证了该方法高效可行。     

基于广域测量系统的快速暂态稳定预测方法

在运用相量测量单元实测系统故障时轨线的基础上,采用一种在机器人领域广泛应用的抓球算法,对电力系统故障后预判失稳的发电机转子角进行预测.该方法分为跟踪和预测2个阶段:首先应用粒子群优化算法对跟踪阶段进行多参数优化,加快了跟踪的过程;然后利用泰勒级数展开法预测发电机的转子角.该方法无需知道系统结构的先验知识,可以提前0.5 s判断各发电机的同步性,得到足够的"可用反应时间"用于在线失稳预警或就地控制.在10机39节点的新英格兰测试系统和50机145节点测试系统上的仿真结果表明了该方法的有效性.     

用EEAC法实现快关和切机

将扩展等面积法(EEAC)推广到直接评估快关和切机对暂态稳 定的影响，阐明了许多问题的物理概念，并提出了解决的方法。这一进展 使得紧急控制决策表可以根据实际的运行工况在线地定期刷新，不再需要离线 预先计算大量无关的运行工况，从而大大地减小了决策表的规模，使紧急控制 决策更为准确和有效，大量的仿真计算证实了这些重大进展。     

一种变结构的时间序列预测算法及其在电力系统暂态稳定预测中的应用

针对电力系统机电暂态过程存在首摆失稳和多摆失稳的特点 ,提出了一种变结构的时间序列预测算法 ,即针对不同的失稳模式采用不同结构的预测算法。利用多项式与智能动态修正相结合实时快速预测发电机的功角 ,若预测功角的多项式不存在极值点 ,即为首摆失稳 ,可终止预测过程 ;多摆失稳是利用同步多参量测量装置实测的数据和多项式预测功角的结果 ,提出的一种基于相邻实际输出之间差别驱动的TD算法与具有遗忘因子的改进BP算法相结合的混合算法 ,并用该算法对电力系统机电暂态过程的不平衡功率和功角的时间序列进行了多步预测。预测结果表明 ,该算法是有效和可行的 ,达到了满意的精度 ,克服了采用多项式或自回归方法预测时存在较大误差的弊病     

考虑主导不稳定平衡点变化的电力系统暂态稳定切机控制策略

在考虑不同切机措施导致的主导不稳定平衡点变化的前提下,提出了一种基于切机灵敏度的电力系统暂态稳定切机控制策略.首先将切机后系统暂态稳定裕度表达式中与主导不稳定平衡点相关的部分提取出来,通过建立切机量与主导不稳定平衡点的修正方程,利用牛拉法确定主导不稳定平衡点的变化情况.在此基础上求取系统暂态稳定裕度对不同发电机组的切机...     

Development of a Generator Tripping System for Transient Stability Augmentation Based on the Energy Function Method

This paper proposes a new algorithm for an emergency control system which prevents transient instability by generator tripping. The algorithm is based on the energy function method, and it precisely can determine the amount of generation to be tripped. A prototype of the proposed system has been made, and it has been confirmed that the algorithm has been easily implemented in a micro-computer. Furthermore, test results show that the algorithm works well in an ATL (Artificial Transmission Line) System. This paper describes theoretical aspects of the algorithm, implementation and test results.     

基于相量测量技术和模糊径向基网络暂态稳定性预测

提出一种新的基于模糊聚类的径向基神经网络及其训练算法,利用同步相量测量装置获得的故障后短时间内各发电机的功角,经简单运算后作为神经网络的输入,其输出为多机电力系统稳定性的分类结果。对４９机实际系统在不同接线方式和故障位置条件下,进行了有无切机控制两种情况下的数值仿真实验,结果表明所提出的方法对系统的失稳预测和切机控制决策是有效的,神经网络训练时间短,分类精度高。