准定量法与精确定量法在暂态稳定分析中的融合

电力系统暂态稳定性的量化方法——扩展等面积准则(EEAC)具有与数值积分法同样的模型适应性与分析精度,已广泛应用于电力系统的在线分析.为了应对系统规模和模型复杂性的增加对计算量的新挑战,引入因果驱动与数据驱动相融合的算例筛选环节.文中提出定性多档分类、准定量分析,以及精确量化算法三者结合的框架,设计了"两层筛选"的多输...     

基于扩展等面积准则法的电力系统暂态稳定分析

分析PCOI（惯量中心）映射和EEAC（扩展等面积法则）算法的原理和方法,提出EEAC算法的模型适应性和精度与所采用的数值积分法相同。采用EEAC算法对6机系统进行系统暂态稳定分析,得到量化的稳定信息,其量化计算的结果可以定量地评估系统的动态安全水平,使得各种运行工况和各种控制操作对稳定性影响的定量比较成为可能。     

面向暂态稳定性能提升的VSG参数灵活控制策略

虚拟同步发电机(virtual synchronous generator,VSG)在模拟传统同步发电机(synchronous generator,SG)稳态输出特性的同时,也将面临与SG类似的暂态稳定性问题。相比SG,VSG的强非线性使其暂态稳定性分析愈加复杂,目前鲜有研究综合系统状态极限与故障持续时间极限对VSG暂态稳定性能进行量化分析。该文从极限切除角(critical clearing angle,CCA)与极限切除时间(critical clearing time,CCT)两个表征VSG暂态稳定性能的核心指标出发,对VSG进行暂态分析与控制。首先,基于扩展等面积法则,并借助于Runge-Kutta算法与最小二乘法等数学分析手段,对CCT与CCA进行定量分析,指出转动惯量对CCA与CCT的作用效果不一致;基于此,提出一种基于转动惯量灵活控制的等比例面积准则(equal proportional area criterion,EPAC),可为VSG转动惯量的控制提供指导;然后,基于定量的理论分析提出一种面向暂态稳定性能提升的VSG参数灵活控制策略,从CCA与CCT两方面提高VS...     

转速因素影响暂态稳定机理分析

发电机模型是影响暂态稳定仿真结果的重要因素之一,其转矩方程中转速变化的简化处理在某些情况下会对暂态稳定计算产生较大影响。通过分析比较指出扩展等面积准则(EEAC)在此问题研究中的独特优势;指出了转速因素影响暂态稳定的两种表现途径;提出依据等值两群转速与同步转速的关系将受扰系统进行分类的方法,清晰地揭示了转矩方程中转速因素影响暂态稳定性的内在机理。算例仿真验证了理论分析的正确性。     

转速因素影响暂态稳定机理分析

发电机模型是影响暂态稳定仿真结果的重要因素之一,其转矩方程中转速变化的简化处理在某些情况下会对暂态稳定计算产生较大影响.通过分析比较指出扩展等面积准则(EEAC)在此问题研究中的独特优势;指出了转速因素影响暂态稳定的两种表现途径;提出依据等值两群转速与同步转速的关系将受扰系统进行分类的方法,清晰地揭示了转矩方程中转速因素影响暂态稳定性的内在机理.算例仿真验证了理论分析的正确性.     

暂态稳定混合控制的优化:(一)单一失稳模式的故障集

基于扩展等面积准则(EEAC)关于暂态稳定量化分析和故障失稳模式(UM)的概念，针对暂态稳定混合控制，提出“解耦迭代(局部优化)，聚合协调(全局优化)”的优化策略。按UM的异同将预想事故分为不同的故障子集，大大减少了约束优化子问题的数量；充分利用预防控制和紧急控制的互补性，并跟踪由于控制而改变的UM，求解各子集的稳控最优解。然后协调各个优化子问题，得到全约束空间中的最优解。全文分为2篇。该文针对UM相同的故障约束，从算法的初值、邻域和搜索策略三要素出发，深入分析了该非线性混合规划的内在规律，构造了具有问题特色的寻优算法，避免了在离散的控制空间和连续的控制空间之间的迭代。对实际电网的仿真验证了算法的有效性，并与解决0—1“背包”问题的多点贪婪算法进行了对照。     

电力系统暂态稳定直接法综合分析方法

分析直接暂态稳定的三种方法,势能边界曲面(PEBS)方法、基于稳定域边界的主导不稳定平衡点(BCU)方法和扩展等面积准则(EEAC)方法,并比较三种方法的优缺点,提出基于这三种方法的直接暂态稳定分析的综合法.     

一种基于发电量优化分配的暂态稳定预防控制算法

提出了一种基于发电量最优分配理论的预防控制新方法。该方法首先对全网的潜在故障进行扫描,以EEAC稳定裕度与故障概率的乘积作为指标,通过故障排序滤除无危害的故障,并依次确定潜在危险故障对应的临界群,利用EEAC灵敏度分析技术求取其满足系统稳定裕度要求时的最小有功调整量Δpmin及出现切机负效应时对应的出力调整极限Δpmax,收缩参与出力调整的发电机节点的有功出力上下限。依据各参与调控的机组在各失稳模式临界群内中出现的次数n和稳定裕度对发电机出力变化的灵敏度来确定参与功率调整的机组的出力调整比例。把求取控制措施代价最小的预防控制最优解问题转化为有限发电功率调整范围内的最优分配问题。最后通过在新英格兰10机39节点系统上的仿真验证了所提方法的正确性与可行性。     

电力系统暂态稳定方法综述

介绍了目前工程和学术界研究和分析电力系统暂态稳定问题的方法,分析了各自的适用性及优缺点。     

暂态稳定混合控制的优化:（二）不同失稳模式的故障集

改善某个失稳模式(UM)故障稳定性的预防控制可能损害其他UM故障的稳定性，因此在研究单一UM故障约束的混合控制优化的基础上，必须妥善协调不同UM故障约束的混合控制。文中通过在出力成本中引入紧急控制代价的途径，将该协调问题转换为不同出力成本机群间的经济调度问题。各UM之间的拓扑关系可能非常复杂，但“解耦迭代(局部优化)，聚合协调(全局优化)”的思路却相同，因此，构造了不同UM的故障约束下混合控制的协调模型及其寻优算法，通过算例验证了该算法的有效性。     

解列时刻对解列后孤网暂态稳定性的影响机理

解列时刻是解列后孤网能否保持同步稳定运行的一个关键参量.文中采用扩展等面积准则方法,将组成孤网的机组通过互补群惯量中心-相对运动变换映射为单机映象.基于单机映象等值电磁功率在解列前后的差值在等值功角变化区间上的积分,提出了解列时刻影响孤网暂态能量变化量的计算方法,从能量角度解释了不同解列时刻对孤网暂态稳定性的影响机理....     

机组惯量对暂态功角稳定性影响的复杂性

随着能源转型的推进,风电及光伏发电大规模入网引起的电力系统惯量水平降低对暂态功角稳定性的影响成为业界关注的热点。从电网送、受端的视角来界别机组惯量对暂态功角稳定性的定性影响,并不符合问题的本质。文中基于扩展等面积准则(EEAC),分析互补两群等值惯量的变化对主导映象系统暂态稳定裕度的影响。由于故障场景对两群映象系统暂态潮流的不同影响,以及上述两种影响的交互作用,造成机组惯量对暂态功角稳定性影响的复杂性。通过对两机哈密顿系统的解析分析及数值仿真,讨论了其规律。     

线路故障位置对暂态稳定性的异常影响及其机理

发现稳定裕度除了随线路上的故障位置单调增加、单调减小、凸状变化外,还可能呈现凹状分布的形态。通过扩展等面积准则（EEAC）理论揭示其机理,以解析方式得到稳定裕度随故障位置凹状变化的条件,并在多机系统的仿真中验证了稳定裕度随故障位置的异常变化形式。该现象的发现和剖析不但有利于深入理解电力系统暂态稳定性的物理本质,也对工程分析提出了新的注意点。     

主导互补群的群内非同调性影响稳定裕度的途径

数值积分技术可以定性地分析电力系统的模型及扰动场景(统称为参量)对稳定性的影响,但既难以量化其影响程度,又无法揭示相应的机理。扩展等面积准则(EEAC)通过在高维空间中对仿真轨迹的模式解耦,及对时变单机映象系统能量演变的分析,可以量化对应案例的稳定性。在以映象转子角为横轴、以映象功率为纵轴的平面上,可以用适当的面积来量化映象系统的稳定裕度,进而揭示群内非同调性影响稳定裕度的途径及机理。据此,文中从能量的视角出发,揭示了能域中的稳定裕度及其各组分与时域中的群内非同调性之间的相关性,并通过仿真算例分别显示了群内分离型及相趋型的非同调对稳定裕度影响的复杂性。     

基于扩展等面积准则和二分法的安控策略在线定值计算*

安控策略的在线定值计算是系统临界控制定值计算的基础。提出一种基于扩展等面积准则（EEAC）和二分法搜索技术的安控策略在线计算方法,其核心是利用EEAC量化分析理论将控制空间中的候选控制措施按性能代价比排序,然后利用二分法搜索快速确定相应工况下的最优安控策略并得到相应的在线定值。该方法已在多个电网在线系统中得到实际应用。实践表明,该方法可极大缩短安控策略定值计算耗时,从而提高系统运行效率。     

离散控制时间对暂态稳定性的反常影响及其机理

大规模可再生能源与电力电子装备入网,以及交直流混联,使电力系统的动态特性更为复杂。文中利用扩展等面积准则（EEAC）对暂态稳定性的量化能力,分析诸如故障清除及切机等离散控制的时间对暂态功角稳定裕度的影响机理。暂态功角稳定裕度由主导映象的不平衡功率及功角构成的扩展相平面（P-δ）上的面积来表示,不但具有清晰的几何表示,也具有明确的物理意义。故可将控制时间对暂态功角稳定裕度的影响,分解为控制变量的P轴效应及δ轴效应。对于非哈密顿系统,可能出现与以往认知不符的现象,通过若干实例,验证了上述分析。     

发电机无功功率与机端电压对系统暂态功角稳定性的影响

阐述了系统暂态功角稳定的物理意义,运用扩展等面积法则（EEAC）理论详细分析了发电机的无功功率和机端电压水平对电力系统暂态功角稳定性的影响。指出提高领先群机组的无功出力和机端电压水平有利于电力系统的暂态功角稳定;而提高余下群机组的无功出力和电压水平则不利于电力系统的暂态功角稳定。通过安徽电网实例仿真计算对结论的正确性进行了论证。     

An Improved On-line Contingency Screening for Power System Transient Stability Assessment

This paper presents a contingency screening method and a framework for its on-line implementation. The proposed method carries out contingency screening and on-line stability assessment with respect to first-swing transient stability. For that purpose, it utilizes the single machine equivalent method and aims at improving the prior developed contingency screening approaches. In order to determine vulnerability of the system with respect to a particular contingency, only one time-domain simulation needs to be performed. An early stop criteria is proposed so that in a majority of the cases the simulation can be terminated after a few hundred milliseconds of simulated system response. The method’s outcome is an assessment of the system’s stability and a classification of each considered contingency. The contingencies are categorized by exploiting parameters of an equivalent one machine infinite bus system. A novel island detection approach, appropriate for an on-line application since it utilizes efficient algorithms from graph theory and enables stability assessment of individual islands, is also introduced. The New England and New York system as well as the large-scale model of the Continental-European interconnected system are used to test the proposed method with respect to assessment accuracy and computation time.     

基于WAMS的等值OMIB系统暂态稳定预测

应用扩展等面积法(EEAC)将系统中所有发电机划分为两个机群,等值并简化为单机无穷大(OMIB)系统,通过等面积定则预测系统的暂态稳定性。利用范数理论计算各发电机之间的空间距离,提出一种分群指标。通过分析调速器和原动机模型,得到机械功率的预测模型,以此预测机械功率的变化,突破假定机械功率不变的限制。通过对CEPRI-36系统算例,验证所提出预测方法的可行性。