电力系统强迫功率扰动源波形与大小估计

强迫功率扰动源波形与大小对电力系统稳定性有重要影响。在电力系统原状态方程基础上,引入一个用以代表系统中实际发生扰动的虚拟扰动,以此构建扰动观测器。通过扰动观测器的输出与系统真实输出进行比较,形成残差,采用迭代算法进行求解,从而实现对系统扰动的准确估计。在此基础上,研究了不同扰动源特性对系统稳定性的影响。最后,通过时域仿真对该方法的有效性进行了验证。结果表明,该观测器能够同时实现对强迫功率扰动源和系统状态估计,随机扰动源相比规则扰动源更易引起系统的不稳定。     

基于动态安全域的最优时间紧急控制策略算法

紧急控制是电力系统安全的重要防线,对维持故障及大扰动下系统暂态稳定有重要作用。对电力系统紧急控制的大量仿真表明,当系统遭遇故障多摆失稳时,电力系统事故后紧急控制时间对系统稳定性影响在时间域上是非线性的。基于动态安全域理论对紧急控制时间影响进行量化比较,并提出一种改进的故障后系统最优紧急控制策略计算方法。该方法考虑了紧急控制策略时间维度的优化,能量化反映在多摆失稳情况下紧急控制时间对系统的影响,并计算最优集中紧急控制时间及切除量。IEEE10机39节点系统仿真结果表明,新算法可以优化控制策略,减少控制成本。     

紧水滩水轮机调速系统对电力系统稳定性的影响

基于实测的紧水滩水轮机调速系统模型参数，研究了单机无穷大系统和浙江电网调速系统对大、小扰动稳定性的影响，并讨论了调速系统对电力系统稳定器参数整定计算的影响。认为:紧水滩水轮机调速系统及其参数的变化对电力系统大、小扰动稳定性的影响有限;投入电力系统稳定器大大提高了阻尼，减弱了调速系统对小扰动稳定性的影响;对较长时间的大扰动情况，稳定分析第1摆应采用非线性水力系统调速系统模型;调速系统的响应速度和增益对电力系统调频起着重要作用。     

变压器短路阻抗对系统短路电流及稳定性的影响

建立了可以考虑变压器短路阻抗对系统稳定性影响的单机—变压器—双回线—无穷大仿真系统。通过对系统三相突然短路时的大扰动进行仿真,研究了变压器不同短路阻抗对系统动态过程的影响;揭示了系统的短路电流和稳定性随变压器短路阻抗的变化规律。结果表明:变压器的短路阻抗对短路电流及系统稳定性都会产生重要影响;随着变压器短路阻抗的增加,短路电流减小,系统稳定性降低;当变压器短路阻抗选为64%时,可有效减小短路电流又不至于严重降低系统稳定性。研究成果为电力系统限制短路电流提供了重要的理论支撑。     

基于扩张状态观测器的电力系统强迫扰动监测

提出将扩张状态观测器(extended state observer,ESO)应用于电力系统强迫扰动估计问题。将电力系统的强迫扰动量扩张成新的一阶状态量,与原系统方程一起组合成新的增广系统,以此来建立扩张状态观测器,在PSCAD里搭建观测器仿真模型,通过选择合适的观测器参数,对单机无穷大系统原动机功率扰动进行仿真分析,结果表明该观测器对系统的状态和扰动量可进行准确的估计,从而验证了该方法的有效性。并在此基础上,研究了正弦波和脉冲波2种扰动形式对系统稳定性的影响,结果表明在相同幅值和频率的情况下,正弦波更易引起系统的不稳定。     

发电厂电力系统无功补偿负载突变扰动检测研究

为提高电厂用电与发电机组运行维护稳定性,文中设计并提出了一种带有扰动检测单元的电力无功补偿系统。该系统主要包括电力系统稳定器、励磁系统、扰动检测单元以及静止无功补偿器。其中,扰动检测单元通过频率调制和低通滤波将扰动干扰量化,并与之前设定的检测阈值进行比较,实现对电路负载动态调节。通过在发电厂电力系统稳定器、励磁发电机组、厂用电设备网络与静止无功补偿器之间增加突变扰动检测单元,可以及时为静止无功补偿器的补偿参数调节,提供动态准确地反馈信息,从而提高整体厂用电系统的稳定性。     

计及随机小扰动影响下的多机系统稳定性分析

随着风力、太阳能等可再生能源发电的大规模并网,系统中的随机因素不断增多,传统的确定型线性化稳定性分析方法急需得到改善。采用含随机扰动项的非线性系统模型分析多机电力系统在随机扰动下的随机稳定性,利用It赞随机微分方程的相关理论分析了多机系统功角和角速度在Gauss随机小扰动下的均值稳定性和均方稳定性,并在MATLAB/Simulink中分别对4机11节点系统和16机68节点系统进行了仿真计算,通过对系统在随机小扰动下的响应曲线进行分析,验证了理论证明的正确性。     

含风电场的电力系统频率特性动态仿真分析

针对风电接入电力系统后对其稳定性的影响问题,阐述了含风电的电力系统动态仿真模型(风电机组模型包括恒速异步风电机组和双馈变速风电机组),仿真分析了电网侧发生扰动及风电场侧发生扰动情况下风电系统的频率响应过程,以及风电并网运行对系统频率的时空分布特性的影响。仿真结果表明,电网侧发生扰动及风电场侧发生扰动情况下,两种不同风电机组对系统频率的作用及影响不同,风电并网运行对频率的时空分布特性产生了重要影响。     

电力系统小扰动稳定的直接法分析

对李亚普诺夫直接法用于分析和评价电力系统小扰动稳定性进行研究.介绍了线性定常系统稳定性的直接法判据,剖析了求解李亚普诺夫方程的算法,引入状态偏差量平方积分指标对系统动态性能进行评价.以4个算例系统的低频振荡为对象,具体研究直接法在电力系统小扰动稳定分析中的应用.研究结果表明:直接法可以正确可靠地判断电力系统的小扰动稳定...     

随机时滞电力系统稳定性分析

以励磁系统输入信号延时作为时滞环节,并通过引入负荷扰动项,建立单机无穷大随机时滞系统的数学模型;仿真获得随机时滞电力系统的受扰轨迹,分析不同时滞、不同扰动强度下随机时滞电力系统的稳定性;负荷模型分别采用恒阻抗、恒功率、恒电流模型,分析比较采用不同负荷模型对系统稳定性的影响,分析表明3种负荷模型所能承受的时滞上限能力从大到小依次为:恒阻抗模型、恒电流模型、恒功率模型。     

多电飞机高压直流供电系统稳定性研究综述

高压直流供电系统是未来多电飞机供电系统的重要方案之一,但其中大量电力电子装置的应用使得负载体现很强的负阻抗效应,严重影响了系统的稳定性。此外,直接互联的集成方法也经常导致其稳定性问题面临挑战,传统的李雅普诺夫稳定判据难以分析复杂直流系统。本文总结了5种小信号阻抗分析和4种大信号分析方法,使得针对复杂直流系统的稳定性分析更简便和有效。相对于无源阻尼法,有源阻尼的稳定性补偿方法不增加元器件,得到了国内外学者的广泛研究。根据补偿信号的构成形式,将有源阻尼法分为线性补偿和非线性补偿两类,并详细综述了两类方法中补偿信号的构成和补偿信号注入的位置,进一步比较了两类方法的优缺点。     

Reaching phase free adaptive fuzzy synergetic power system stabilizer

In this paper, an adaptive fuzzy power system stabilizer is developed based on robust synergetic control theory and terminal attractor techniques. The main contribution consists in making the dynamic system insensitive to parameters variation. This aim is achieved using a new synergetic controller design such that power system states start, evolve and remain on a designer chosen attractor toward the equilibrium point therefore avoiding transient mode. Rendering the design more robust, fuzzy logic systems are used to approximate the unknown power system dynamic functions without calling upon usual model linearization and simplifications. Based on an indirect adaptive scheme and Lyapunov theory, adaptation laws are developed to make the controller handle parameters variations due to the different operating conditions occurring on the power system and to guarantee stability. The performance of the proposed stabilizer is evaluated for a single machine infinite bus system and for a multi machine power system under different type of disturbances. Simulation results show the effectiveness and robustness of the proposed stabilizer in damping power system oscillations under various disturbances and better overall performance than classical PSS and some other types of power stabilizers.     

正规形理论在电力系统稳定性研究中的应用(四)--复杂电力系统的稳定边界研究

正规形理论应用于电力系统的暂态稳定性分析中，可以依据所采用的非线性变换的阶数对电力系统故障后的主导不稳定平衡点上的稳定流形作几阶近似，从而得到某阶近似的电力系统稳定边界的解析式。更进一步地，可以得到系统的极限切除时间。以新英格兰系统为例，推导了四阶近似的局部稳定边界的解析表达，计算了几种故障情况下的极限切除时间，与逐步积分法的比较结果表明采用四阶近似的稳定边界是较精确的。     

虚拟调速器对VSG暂态功角稳定影响机理分析

作为重要的一次调频环节,虚拟调速器(VG)对于大扰动下虚拟同步发电机(VSG)保持暂态功角稳定非常重要。以低通滤波(LPF)和高通滤波(HPF)型VG为研究对象,分别构建相应的VSG暂态大信号模型,采用扩展等面积定则分析考虑不同调速器时的VSG暂态功角稳定机理,并利用相图法量化研究VG控制参数对VSG暂态功角稳定的影响。研究发现,VG截止频率的减小会提高系统暂态功角稳定,LPF型VG增益的增加会增强系统暂态功角稳定,而HPF型VG增益的增加会造成系统暂态功角稳定先增强后减弱,且当VG的增益和截止频率相同时,LPF型VG比HPF型VG具有更大的系统暂态功角稳定裕度。仿真结果验证了理论分析的正确性。     

非解析复变电力系统动态无功点优化配置

动态无功补偿装置在电网中无功补偿的效果很大程度上取决于补偿点的选择。从非解析复变电力系统的动态分析方法出发,指出阻抗模裕度指标是电压稳定性分析最直观的指标,并利用该指标对系统薄弱环节进行一个初步判定。然后分析了系统在暂态扰动下失稳的过程,指出暂态稳定裕度指标是描述系统暂态扰动过程稳定性的最本质指标,利用动态无功补偿装置可以改善此指标。在此基础上,提出了一种结合阻抗模裕度指标和暂态稳定裕度指标的动态无功优化配置方法,比较各种无功配置方案下暂态稳定裕度指标的提升值以得到最优配置方案。通过IEEE39母线系统和广东电网220kV网络算例说明了该方法的有效性。     

四川电网电压稳定水平研究

四川电网二滩水电站和500kV输变电系统投入运行后，电网实际运行中出现若干问题。针对丰水期负荷中心因缺少无功补偿和火电机组电压支撑而出现的电压薄弱问题，运用电力科学院的电力系统分析综合程序PSASP(Power System Analysis Synthesis Program)对电网的不同运行方式进行稳态潮流分析、静态电压稳定分析以及暂态稳定分析，研究四川电网在发生典型扰动时电网电压稳定水平，找出电压薄弱区域。     

一种神经网络变结构电力系统稳定器的设计

在变结构控制理论的基础上 ,设计了一种基于神经网络的电力系统稳定器 (NNPSS)。利用BP神经网络对系统的状态进行辨识 ,通过对网络的训练 ,使神经网络能对不同的运行状态及扰动产生相对应的附加励磁控制。仿真实验证实了神经网络电力系统稳定器的可行性 ,所设计的NNPSS有效改善了电力系统的稳定性。     

紧急功率支援下自适应重合闸附加稳定控制策略

能源分布和负荷需求逆向分布特征促成了我国形成多个大规模电力电能外送系统,在非预期大扰动下会出现系统首摆失稳且自适应重合闸仍难以改善系统稳定性的局面。基于此,提出了一种紧急功率支援下自适应重合闸附加稳定控制策略。首先分析了系统首摆失稳的场景以及失稳条件,并提出了基于功角超实时预测的首摆稳定性预判方法,论证了长时间要求的预测最优阶数。然后结合直流通道提供紧急功率支援能够消纳系统不平衡能量,提出基于超前预控的自适应重合闸附加稳定控制策略。结合失稳判断,分析预判控制时序。基于紧急功率支援协同最佳重合闸时间最大程度上减小了系统功角摇摆,解决了瞬时性故障首摆失稳时重合闸方案的缺失问题。最后,基于PSCAD/EMTDC建立大规模电力外送模型,仿真验证了所提自适应重合闸附加稳定控制策略的有效性。     

直流电力分组传输中超级电力包的设计

直流电力分组调度系统实现了电能的按需分配。然而,由于是在单个配电线上传输,如何节省传输时间成为一个重要问题。着重对直流电力分组传输系统中的电力包结构进行了分析,提出一种超级电力包的概念,将多个电力包合为一个超级电力包进行输配电。考虑到负载对于电力需求的多少是不相同的,在超级电力包的基础上,又提出一种可调节超级电力包的概念,能够控制转发给负载各自需要的电力。另外,在合成超级电力包时,根据负载需求电力的急迫性和数量设计了电力分配启发式算法。最后,使用Matlab软件对超级电力包的时间关系式和电力分配算法进行了仿真分析。结果表明,通过超级电力包进行输配电能够节省传输时间,另外,按启发式算法合成的超级电力包能够满足更多用户的需求。     

SVC对电力系统频率稳定性影响的仿真分析

用Matlab软件建立电力系统仿真模型,负荷模型包括异步电动机模型和恒阻抗静态模型,静止无功补偿器(SVC)采用一阶线性化实用模型,对系统遭受双回线永久断一回线和系统负荷突然剧增这2种典型大干扰后SVC动作对系统频率造成的影响进行仿真和分析,包括SVC出力大小、动作时间及控制策略的影响。针对断一回线故障,当负荷端电动机比重较小时,SVC可使频率稳定在额定值。对系统在不同调频能力下负荷剧增时所做的频率变化仿真表明,SVC对系统的频率稳定性产生负面影响,SVC无功出力越大,则频率质量越差,当系统调频能力较弱而SVC无功出力很大时,会加速系统的频率崩溃。因此,在SVC的控制系统中应引入频率反馈,当监测频率低于某一定值时,应减少SVC出力至合理值。