短路故障下单机无穷大系统的暂态稳定仿真分析

电力系统暂态稳定性是评估电力系统安全稳定运行的重要指标。短路故障是电力系统暂态稳定分析中最常见的大干扰信号,因此着重分析短路故障情况下电力系统暂态稳定变化特性。当系统发生短路故障时,根据发电机转速变化曲线可判断系统暂态稳定性。通过改进欧拉法对发电机转子运动方程进行数值求解,获得发电机转速的数学计算模型。采用单机无穷大系统模拟实际电力系统,建立短路故障下暂态仿真模型,从切除故障时间和调节发电机励磁系统两个方面分析电力系统暂态稳定性,结果发现通过快速切除故障和调节励磁放大系数均可保障系统的稳定性。研究成果可为电力系统稳定性的分析和控制提供有力的支持。     

轨迹分析方法在东北电网暂态稳定分析中的应用

轨迹分析方法是新近提出的一种基于暂态能量理论，能够通过建立各发电机的稳定指标Ｓ＿ｉ和不稳定指标Ｕ＿ｉ来定量评价暂态稳定性的方法。这些指标只根据常规数值积分法暂稳程序的输出信息便可确定，非常简单方便。借助于各发电机的稳定指标Ｓ＿ｉ和不稳定指标Ｕ＿ｉ，轨迹分析方法能够给出各发电机稳定程度的量度，使得对常规暂稳计算结果的分析定量化、科学化，给稳定计算人员带来了很大方便。该方法既充分利用了数值积分法不受模型限制的优点，又有效地弥补了数值积分法不能对暂态稳定作出定量评价的不足。因此，轨迹分析方法在电力系统暂态稳定分析中颇有推广应用价值。本文应用该方法对东北电力系统的多种稳定计算结果进行了分析。结果表明轨迹分析方法在电力系统暂态稳定分析中具有很好的适用性。     

基于轨迹灵敏度的电力系统暂态稳定性定量评估

轨迹灵敏度是定量描述参数对动态系统行为影响的数学工具,蕴含了丰富的系统动态信息。分析了功角相对于故障切除时间的灵敏度与电力系统暂态稳定程度之间的关系,在惯性中心(COI)坐标系下,建立了定量评估发电机暂态稳定程度和全系统暂态稳定程度的指标体系。通过对单机无穷大(SMIB)系统和New England10机39节点系统的算例分析,结果验证了所提指标的单调性和有效性。将基于轨迹灵敏度的稳定评价指标与轨迹分析方法所提出的稳定指标相比较,结果表明评估电力系统暂态稳定性的指标仅需一次仿真计算即可准确评估发电机和全系统的暂态稳定性,无需建立能量函数、计算更为简捷,具有较好的应用价值。     

联络线三相金属性短路地点对电力系统暂态稳定性的影响

研究联络线故障水平对电力系统暂态稳定性的影响，对于电力系统的安全稳定评估与校核，以及暂态稳定预防控制都有着重要意义。分析了在不同地点的联络线上发生三相金属性短路时对于单机无穷大系统和两机系统的暂态稳定性的影响程度。在理论分析的基础上，结合有关算例在各种情况下进行了仿真，仿真结果验证了分析结果的正确性。     

基于半张量理论的电力系统稳定域边界逼近(二)应用

电力系统稳定域边界的逼近一直是应用能量函数方法分析电力系统暂态稳定的难点.采用能量函数方法所应用的电力系统数学模型,基于半张量理论所给出的电力系统稳定域边界逼近算法,文中分别对单机无穷大系统及IEEE 3机9节点标准测试系统的稳定域边界进行逼近,并依据近似的稳定域边界估计了临界切除时间.通过对近似稳定域边界的可视化及与传统的等能量函数曲线稳定域边界的对比,充分显示近似稳定域边界提高了直接法分析电力系统暂态稳定的精度.进一步指出了应用半张量方法逼近电力系统稳定域边界仍需深入研究的问题.     

MATLAB PSB在电力系统暂态稳定中的仿真应用

运用MATLAB电力系统仿真程序SimPowerSystems构建了一个单机—无穷大系统模型,并在此基础上对电力系统稳定器、快速切除故障、故障限流器、单相自动重合闸等提高电力暂态稳定性措施的运行效果进行了仿真分析,可供师生在电力系统暂态分析课程教学过程中参考。     

暂态稳定计算现状及动态扫描分析的思考

用电负荷的快速增长和电力市场介入电力系统运行对暂态稳定计算提出了挑战。目前暂态稳定计算的不足是：1、暂态稳定计算边界条件没有动态调整；2、分析功能不足；3、计算效率低。为此，文中提出暂态稳定动态扫描分析概念：动态调整暂态稳定分析边界条件，首次计算扫描全网故障，针对性分析失稳故障，提出调整策略，给出系统暂态稳定能力。它可以提高电力系统运行的安全稳定性、经济性和运行人员的工作效率。     

关于轨迹分析方法在单机系统中有效性的仿真研究

本文概要介绍了定量评价电力系统暂态稳定性的轨迹分析方法。用仿真结果验证了轨迹分析方法在单机系统中的有效性。说明了关于稳定指标的单调下降性定理中的充分条件容易被实际系统的运行条件所满足。     

基于单机无穷大母线等值和轨迹灵敏度的暂态稳定最优励磁控制

为进一步降低电力系统暂态稳定控制代价,提出通过最优控制系统快速动态装置的设定值来保证系统在故障情况下的暂态稳定性。基于单机无穷大母线等值和轨迹灵敏度法,提出暂态稳定最优励磁控制二次规划模型,通过调整发电机电压调节器参考电压设定值来控制系统的稳定性。根据单机无穷大母线等值,在暂态稳定最优励磁控制模型中引入严格的暂态稳定判据;并借助轨迹灵敏度和稳定裕度指标提高计算效率。采用稳定裕度指标后避免寻找临界稳定轨迹,从而节省大量仿真时间。在新英格兰39节点10机系统和某省级692节点138机实际系统上的仿真结果验证了所提算法的可行性和有效性。     

电力系统暂态稳定分析的混合算法

直接法和数值仿真法是电力系统暂态稳定分析的两种基本方法，本提出了一种混合算法，将上述两种方法有机地结合起来，扬长避短，快速而精确地求得某种故障下系统的临界清除时间，并对数值仿真法暂态稳定程序的输出结果进行分析，给出了临界机群的稳定度指标。     

暂态稳定性的定量分析—轨迹分析法

本文给出了一种以暂态能量函数为工具分析常规暂稳程序输出结果的方法。该方法可给出各发电机的稳定指标S_i和不稳定指标U_i,借此可有效地克服数值仿真法不能定量评价各发电机暂态稳定性的缺点,使对暂稳程序输出结果的分析定量化、计算机化。本文给出的指标优于Fouad等所提出的指标。     

关于稳定测度函数Si（t）的性质及稳定指标Si之有效性的证明

本文给出了轨迹分析方法中发电机ｉ的稳定测度函数Ｓｉ（ｔ）的定义，它反映了ｔ时刻发电机ｉ的暂态稳定状况。本文证明了多机电力系统中｜Ｓｉ（ｔ）｜的单调下降性质，即证明了｜Ｓｉ（ｔ）｜与势能裕度ΔＶＰＥｉ（ｔ）有相同的变化趋势，而Ｓｉ（ｔ）的定义不依赖于任何临界能量。本文还说明了多机电力系统中发电机稳定指标Ｓｉ的有效性。     

汽门快关的开启时刻对系统稳定性影响的研究

汽门快关是提高系统暂态稳定的有力措施之一。大量的研究发现,快关汽门在保持系统首摆稳定的同时,可能引起后续摇摆的失稳。基于能量函数法,分析了快关引起后续摇摆失稳的原因是汽门不合适的开启时刻,并从有利于系统稳定的角度提出了确定汽门最佳开启时刻的方法。汽门最佳开启时刻满足的条件是,开启后系统的暂态能量最小。     

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。     

大规模电力系统分区动态等值的快速直接暂态稳定分析

本文对大规模电力系统中确定的研究区，用同调动态等值法将外部系统进行动态等值，然后 对研究区中的所有故障点，用综合直接法进行暂态稳定“扫描”分析，并将计算结果与仿真 法进行了比较，最后给出了系统在等值前后直接法计算所用计算机CPU时间比较。计算表明 ，本文提出的基于动态等值的直接暂稳分析方法不但保证了直接暂稳分析的计算精度，而且 大大提高了直接法的计算速度，具有在线应用的潜力。     

静态电压稳定性分析模型的理论基础

严格证明了静态和小扰动电压稳定极限只决定于系统组成元件的稳态特性,与系统的暂态无关。在考虑实际动态过程中各种元件稳态特性的变化相应修正常规潮流雅可比矩阵后,求得的静态电压稳定极限和小扰动动态分析得到的电压稳定极限完全相同;从而说明可以利用计算量小的静态电压稳定分析方法研究大规模电力系统的电压主稳定性。最后以ＳＶＣ为例说明了建立考虑系统动态元件特性的静态电压稳定分析模型的方法。     

Hopf bifurcation analysis in droop controlled islanded microgrids

The stability analysis of the microgrid has been carried out by several researchers. However, these studies have been limited to small signal (or linear) stability analysis. Such systems usually lose their stability via Hopf bifurcations. These bifurcations are either subcritical or supercritical. In case of subcritical bifurcations the stable region defined by small signal stability analysis may have unstable limit cycles. In other words, the region identified as stable for (infinitesimally) small signal may be unstable for slightly larger (finite) signal. Therefore, small signal analysis is not sufficient and it is imperative to identify type of Hopf bifurcation for a given system. In order to carry out stability analysis of the system, a generalised model is developed. This model is used for studying stability characteristics of a two bus system, modified IEEE 13 bus system and IEEE 33 bus system. Five different droop techniques from literature are compared with each other for relative stability. A non-dimensional index is proposed, which is used for comparing stability margin for each of these techniques using small signal stability analysis.     

基于失稳机理分析的暂态电压稳定性量化指标

在暂态过程中，当负荷母线电压值进入由系统特性和负荷特性决定的不稳定区时，会发生电压失稳。在单机单负荷系统模型中，证明同一系统静态P-V曲线和V-Q曲线的临界点具有一致性，基于动态跟踪系统特性变化的技术路线提出暂态潮流断面P-V曲线分析法，并给出暂态电压稳定性量化指标的计算方法和相应的稳定性判据。在多机系统中，虽然通常需要将所提方法与临界电压或戴维南等值电路的动态跟踪计算相结合才能应用，但也存在无需系统等值而直接应用基于单机模型的计算公式的场景。通过算例对暂态电压失稳机理、常规工程经验指标的局限性、所提指标和稳定性判据的有效性进行验证。