基于典型故障集的暂态功角稳定近似判别方法

为适应特高压电网安全风险的新特征,需要研究考虑系统暂态功角稳定的风险评估评价方法。现有电力系统暂态功角稳定性判断方法计算量很大,无法满足特高压电网风险评估的计算要求。研究了影响系统故障后暂态功角稳定的因素,基于EEAC法推导了这些因素对于系统临界稳定性的灵敏度,进而设计了在已知典型故障临界稳定信息条件下近似判断边界条件变化后近似场景下暂态功角稳定性的方法。最后设计了考虑电力系统暂态功角稳定的风险评估流程,为特高压电网风险评估提供了新的思路。     

单机无穷大系统暂态稳定线性最优控制

基于实时参数P-δ预测暂态系统稳定性,得到发电机功角δ的预测值,以功角预测值不大于预先设定的门槛值作为暂态稳定的条件,通过引入最优控制原理,在系统暂态稳定的条件下,得到发电机最优输入机械功率调整量,把微分方程所描述的电力系统控制问题,转化为以发电机输入机械功率为控制量的最优控制问题,以实现暂态稳定最优控制。     

单机无穷大系统暂态稳定线性最优控制

基于实时参数P-δ预测暂态系统稳定性,得到发电机功角δ的预测值,以功角预测值不大于预先设定的门槛值作为暂态稳定的条件,通过引入最优控制原理,在系统暂态稳定的条件下,得到发电机最优输入机械功率调整量,把微分方程所描述的电力系统控制,转化为以发电机输入机械功率为控制量的最优控制,以实现暂态稳定最优控制。     

基于WAMS的电力系统暂态稳定预测

通过分析速度控制系统的模型得到功角的变化趋势,以广域测量系统实时量测的功角为基础,采用三角函数组合算法,预测电力系统故障后发电机的功角变化,以预测电力系统暂态稳定性。在预测算法中,采用非线性最小二乘法计算三角函数系数,以线性化和线性最小二乘法计算求解包络线方程,提高了计算的精度。本文提出一个快速判断暂态稳定的指标。在EPRI鄄36节点系统上的仿真结果验证了该方法的有效性。     

基于Hamiltonian理论的受控电力系统暂态稳定分析方法

从电力系统暂态能量函数出发，应用哈密顿系统理论首次提出新的李亚普诺夫函数。用该函数分析了具有切机切负荷稳定控制的简单电力系统的暂态稳定性。对单机无穷大系统的测试仿真结果表明：按该稳定性条件的切机控制能有效改善故障后系统的功角稳定性。最后指出了该研究的应用前景。     

多机系统全局相轨线的暂态稳定性分析

为了进一步研究电力系统功角暂态稳定的结构特征,该文提出计及无穷远奇点的稳定域定性分析方法,给出相平面上全局相轨线(global phase portraits)的结构分布。首先,给出稳定域和无穷远奇点的理论基础,利用微分流形中子流形同胚变换的不变性,将系统状态轨线映射到Poincaré球面,借助微分方程定性理论求出系统无穷远奇点,分析系统轨线在无穷远处的形态。其次,根据同调性对多机电力系统进行分群与等值处理,通过分析闭轨线、鞍点分界线和无穷远奇点的稳定性,给出全局相平面上的暂态功角稳定域,讨论阻尼系数以及不同故障切除情况对稳定域边界的影响。最后,通过实验验证该方法在电力系统暂态功角稳定域分析中的有效性。     

大规模风电集中接入对电力系统暂态功角稳定性的影响（一）：理论基础

该文作为2篇系列文章的第1篇,旨在从理论上分析双馈风机组成的大规模风电场集中接入对电力系统暂态功角稳定性的影响。首先,根据双馈风机的暂态特性,提出了一种适用于电力系统暂态功角稳定分析的双馈风机简化模型,并讨论了利用直流潮流计算方法研究风电接入前后系统暂态功角稳定变化趋势的合理性。其次,在双馈风机简化模型和直流潮流计算方法的基础上,利用扩展等面积定则分析了双馈风机接入两机系统后系统暂态功角稳定性的变化,提出一种判断风电接入对两机系统暂态功角稳定影响的判据。最后,在双机互联系统中进行仿真,结果表明,提出的判据具有较高的准确率。     

基于动态虚拟电抗的虚拟同步机系统有功环电压动态补偿策略

为解决新型电力系统中的虚拟同步机（Virtualsynchronousgenerator,VSG）在电网电压跌落时出现的功角暂态失稳和过电流问题,对采用VSG控制的并网换流器暂态控制策略进行了改进。为降低故障期间有功功率的参考值进而实现VSG的功角暂态稳定控制,根据VSG的功角特性、有功功率参考值与功角稳定性之间的关系,引入电压动态补偿,并利用相图曲线理论分析了控制策略参数选取对暂态稳定的影响。为限制故障发生瞬间和故障切除瞬间的冲击电流、保证故障期间VSG系统的暂态功角稳定、实现故障限流,提出了一种以指数形式变化的虚拟电抗模型,确定了虚拟电抗的投切参数。仿真实验结果验证了改进策略的有效性。     

电抗型超导故障限流器对两机系统暂态稳定影响

针对两机系统,提出了在输电线路不同位置发生三相短路故障时,超导故障限流器(SFCL)投入电抗后对暂态稳定性影响的分析方法.基于功角特性曲线分别详细分析了在三相短路故障下电抗型SFCL对暂态稳定的影响情况.通过时接入电抗型SFCL的电力系统进行故障下的暂态稳定时域仿真研究,验证了分析结论.     

考虑故障限流的VSG暂态功角稳定控制方法

当电网发生严重故障时,虚拟同步发电机(VSG)易发生功角失稳并导致故障电流越限,现有方法大多忽略功角失稳与故障过流之间的内在关联性而将二者单独处理,导致二者难以同时解决。为此,分析了VSG的暂态功角特性和故障电流特性,阐释了产生上述问题的原因及相互关系;基于相图理论分析了多影响因素下VSG的暂态功角稳定性,提出了一种考虑故障限流的VSG暂态功角稳定控制方法,该方法在自适应调节有功功率指令以保持功角稳定的基础上联合调节无功调压系数,并引入准静态近似虚拟阻抗,同时实现了故障期间VSG的暂态功角稳定和全故障限流。仿真和实验结果验证了理论分析的正确性及所提控制方法的有效性。     

对应用暂态能量函数法分析电力系统暂态稳定性的评价

基于李雅普诺夫稳定理论,对用于电力系统暂态稳定分析的暂态能量函数法进行了分析,认为可定量分析和快速性是其独特优势,不可靠性是其局限性,提出了暂态能量函数法用于非自治系统所必须满足的条件,包括用临界轨迹确定临界能量,以及用临界轨迹得到的切除时间确定故障清除后的稳定平衡点等,尽管目前暂态能量函数法只作为电力系统暂态稳定分析的辅助工具,但如何提高它的可靠性并将其应用到非自治系统仍是有待深入研究的课题。     

考虑暂态电压跌落限制的直接法暂态稳定分析

提出了一种考虑暂态电压跌落限制的直接法,快速求取保证故障后电力系统电压高于限值的故障临界清除时间(CCT).根据带约束动力系统稳定域理论,其受限稳定边界由边界上不稳定平衡点、周期轨和半鞍点的稳定流形以及部分可行域边界构成.半鞍点的稳定流形是系统受限稳定边界的重要部分,并且可以用半鞍点处的等能量面来近似.暂态电压跌落限制可以考虑为对故障后电力系统的一个约束.基于电力系统结构保持模型,寻找到了和故障相关的一个半鞍点,将持续故障轨迹和可行域边界交点的发电机角速度变为0后,就得到一个半鞍点.然后,以该点能量作为临界能量确定CCT,保证故障后系统满足暂态电压跌落约束.采用了迭代方法提高计算精度.仿真结果验证了所提出方法的有效性.     

基于轨迹信息的发电机暂态稳定指标分析方法

在已知各发电机相角及角速度的条件下，构造了一种δ-Ek扩展相平面。基于各相δ-Ek扩相平面的轨迹信息提出了一种发电机暂态稳定指标，并给出了相应的分析方法。特点是采用曲线拟合的方式。根据上述轨迹的曲线形状，可以快速算得发电机在故障后的暂态稳定指标。经过算例的验证，该稳定指标能够定量地描述发电机承受故障的能力，从而用来衡量故障后系统中各发电机的稳定程度。     

含电流限幅器的逆变器暂态稳定性评估方法

大扰动条件下,用于抑制逆变器故障冲击电流的电流限幅器可能引起逆变器发生暂态功角失稳。但限幅器使得逆变器的模型存在连续不可导运行点,导致无法评估逆变器暂态稳定性。针对这一问题,文中提出一种含电流限幅器的逆变器暂态稳定性评估方法。以下垂逆变器为例,构建含限幅器的下垂逆变器的能量函数,并刻画逆变器的稳定域,最后基于RTLAB实验平台验证了所提方法用于逆变器暂态稳定性评估的有效性。     

基于混合方法的电力系统暂态稳定性分析

本文将数值仿真方法和暂态能量函数法相结合,提出了一种分析出力系统暂态稳定性的混合求解方法。该方法首先通过数值积分计算出系统的运行轨迹,然后利用暂态能量函数法判别出系统的稳定性。 为了避免不必要的、费时的数值积分计算,本文提出了一种仿真计算终止判据。另外,本文提出了一种曲线拟合技术,不仅可以快速地求解出系统在稳定情况下的稳定裕度,而且还可以估计出系统的极限切除时间等。 这种混合方法结合了数值仿真方法和暂态能量函数法两者的优点,为在线暂稳分析和控制提供了一个有力工具。     

含构网型MMC的受端电网暂态稳定解析分析方法

针对新型电力系统中,构网型非同步机电源和同步机电源之间可能发生的暂态失稳现象,提出了适用于含构网型模块化多电平换流器（MMC）的受端电网暂态稳定解析分析方法。在故障期间和故障清除后系统中分别采用电流源和电压源对构网型MMC进行建模,并据此模型提出了临界切除角和临界切除时间的解析计算方法。基于所提解析分析方法,研究了MMC故障期间注入电流幅值和相角、故障位置、同步机和MMC对负荷的供电占比等关键因素对系统暂态稳定的影响机理。基于PSCAD/EMTDC搭建的电磁暂态仿真模型验证了所提解析分析方法的有效性、准确性和鲁棒性。     

基于逆变型电源暂态电流回代的系统级故障暂态解析

随着高比例电力电子设备和高比例新能源的接入,未来电力系统需要全时域量保护以应对系统复杂的故障特征.系统级故障暂态分析作为时域量保护的研究基础具有重要意义.鉴于逆变型电源(IIG)的受控特性,系统级故障暂态解析需应对机组输出电流的动态相位换算和多机系统方程高阶求解2个挑战.文中提出一种基于IIG暂态电流回代的系统级故障暂...     

电力系统暂态稳定性概率评估方法的研究

传统的暂态稳定性分析方法难以反映电力系统故障的随机特性.暂态稳定评估的概率方法是对传统方法的重要补充,但其计算量较大.文章通过分析故障切除时间的统计特性和不同类型故障的严重程度提出了基于归一化暂态能量函数的暂态稳定性概率评估策略.该策略只需对系统中的一'小部分严重故障进行暂态稳定性计算,因而能够极大地提高暂态稳定概率分析的效率.文章通过新英格兰10机39节点典型系统的算例说明了该评估策略的有效性和实用性.     

重合时序对交直流混联输电系统暂态稳定裕度的影响

单相重合闸技术可以提高供电可靠性,但合于永久故障时是对系统的又一次冲击,因此研究重合的时序对系统暂态稳定裕度的影响是十分必要的。文中以南方电网2005年丰大运行方式下安顺—天生桥500 kV线路发生单相接地短路为例,在未有效区分永久故障和瞬时故障的前提下,以FASTEST为仿真工具,考查了重合闸时序对系统暂态稳定裕度的影响。仿真研究表明,改变线路两侧轮流投入无压检定的做法,由线路非故障侧投入无压检定首先重合,不仅可以较大幅度地提高系统暂态功角、电压和频率稳定裕度,也可以改善2次切断短路电流的断路器的工作条件。并提出了一种与故障测距算法相结合的在线修正线路两侧投入重合闸顺序的方案,以期减少重合于永久故障时对系统的再次冲击,提高系统的暂态稳定性。