电力系统暂态稳定紧急控制现状与展望

对近年来电力系统暂态稳定紧急控制作简要综述,指出所存在的问题,并结合有和发展要求,展望电力系统暂态稳定紧急控制的发展方向,以及若干问题的改进方案。     

考虑暂态稳定紧急控制的扩展等面积法

本文提出了考虑暂稳紧急控制的扩展等面积法(EEAC)的改进算法,涉及的紧急控制措施包括:快关汽门、电气制动和切机。本文的方法能够有效地处理在紧急控制作用下的故障电力系统的第一摆和第二摆暂稳分析问题,可以应用于在线或离线的快速暂稳分析和紧急控制快速估算、设计整定和校核。两个实际系统模型的仿真计算验证了本文算法的正确性及良好的精度。     

电力系统暂态稳定协调控制策略研究综述

预防控制和紧急控制是保障电力系统暂态稳定的两项重要措施,二者之间存在较强的互补性.实现预防控制与紧急控制的协调对于电力系统的安全、经济运行具有重要意义.预想事故集的处理、协调控制模型建模及求解是实现实时暂态稳定协调控制的关键技术.本文综述了在协调控制过程中构建与外界环境因素有关的准实时预想事故集的方法,总结、评价了当前各种预防控制与紧急控制的搜索策略以及各种协调控制模型的寻优策略,以期展示该研究领域的最新进展和发展趋势.     

电力系统暂态稳定实时紧急控制的研究

提出了一种新的实时控制紧急方案：在相量测量系统(PMU）和光纤通信的基础上，假设发电机的功角、转速及功串能够实泅且可近乎实时地传输到控制中心，利用这些信息和扩展等面积准则（EEAC)的思想快速进行暂态稳定预测和分析，并纳入广义预测控制理论的思想框架；指出暂态稳定实时控制的实质是对电力系统进行闭环的滚动控制。该方案可应用于任意复杂的故障场景和任意细节的电力系统元件模型，能够克服某些预想不到的事故造成的不匹配及带来的连锁反应。仿真结果表明该方案具有良好的应用前景。     

快关汽门与励磁的协调控制增强发电机组暂态稳定

某些严重的电力系统故障，例如在电厂附近发生的短路故障，会导致整个系统暂态稳定的丧失。为此经常切除部分机组来防止非同步运行，但是这种增强暂态稳定的方法将干扰整个系统的功率平衡，并且需要经过很长的调整时间才能建立起新的稳态运行状态，本文介绍了一种避免切机的新方法，通过协调快关汽门和励磁控制来实现发电机组的稳定运行，领导具计算表明，经过1到2个非同步周期就可以建立新的稳定状态。     

发电机组暂态稳定协调控制

发电机组励磁控制、汽门控制以及新兴的FACTS控制是提高电力系统暂态稳定的重要手段,各种控制手段的协调更加能扬长避短,在更大程度上改善和得高电力系统暂态稳定,本文对各种控制手段的协调进行总结,并提出今后进一步努力的方向。     

直流馈入受端电网暂态电压与频率稳定紧急协调控制策略

为应对多直流馈入受端电网直流闭锁故障导致的暂态电压和暂态频率稳定问题,提出一种综合考虑直流功率紧急提升、调相机紧急控制和切负荷的紧急协调控制策略。首先,采用了基于多二元表的暂态稳定裕度指标,分析了直流功率紧急提升和调相机紧急控制对受端电网暂态电压稳定的影响,提出了受端电网多控制手段紧急协调控制方案。其次,基于该控制方案,计及暂态电压和暂态频率稳定约束,以控制代价最小为目标,建立了多控制手段下受端电网紧急协调控制优化模型。然后,采用灵敏度法将模型线性化,考虑了直流功率紧急提升对暂态电压稳定的负面影响,并采用逐次线性规划方法求解。最后,通过华东电网实际案例结果验证了所提控制策略的有效性。     

用动态安全域法决定暂态稳定紧急控制措施初探

动态安全域（DSR）法是动态安全分析与控制的一种新方法，它具有时域仿真法与直接法所不具备的“域”的特点，采用DSR法来确定暂态稳定紧急控制措施，在定义了相应的测度之后，根据测度给出了两类算法－最少控制点法与综合控制法，由这些算法可以快速确定切机或切负荷量的大小，算例验证了算法的有效性。     

计及FACTS的暂态安全稳定紧急控制策略

FACTS控制与传统控制手段缺乏协调可能威胁电网安全稳定。离线控制策略表在不考虑FACTS设备条件下的断面极限过于保守，紧急控制措施较重；而考虑FACTS设备全部容量均可用于暂态过程时，又会导致断面极限过于乐观，紧急控制措施不足。提出了计及FACTS的暂态安全稳定紧急控制策略，将FACTS参与电网暂态稳定控制分为FACTS设备主动调节、紧急执行修正策略和分轮次追加控制3个阶段，将传统暂态安全稳定控制和FACTS控制有机结合，既保证了系统的安全性又提高了控制措施的经济性。以可控串补为例，通过实际电网仿真验证了所提策略，仿真结果表明，通过可控串补参与电网暂态稳定控制，降低了暂态过程中的加速能量，可减少传统暂态稳定控制的切机量，同时维持了电网的稳定运行。     

电力系统电压稳定机理研究

正确认识电力系统电压稳定机理是电压稳定研究进一步发展的关键。在分析了电压稳定定义和数学模型后,给出了物理意义明确的电压稳定和电压崩溃的定义。分别对纯电阻电路和交流电路的电压稳定性机理进行了研究,说明了电力系统电压稳定性的机理,并从输电网络输电极限、负荷动态特性以及受端系统电压支撑3个方面对电力系统电压稳定进行机理解释。     

STATCOM改善风电场暂态电压稳定性的研究

提出了恒速异步风电机组和静止同步补偿器的数学模型,使用Matlab中的动态仿真工具Simulink建立了静止同步补偿器的控制模型,以包含风电场的单机无穷大电力系统为例进行了仿真计算,验证了静止同步补偿器对风电场暂态电压稳定性的贡献。研究结果表明：风电场发生三相短路的大扰动故障时,静止同步补偿器能够有效帮助恒速异步风电机组在故障后恢复机端电压,从而改善风电场的暂态电压稳定性,确保风电机组连续运行。     

改善接入地区电压稳定性的风电场无功控制策略

针对大规模风电场接入电网带来的电压无功问题,提出一种改善接入地区电压稳定性的变速恒频风电场无功控制策略,在系统发生扰动时,以接入点为电压控制点,扰动前的稳态电压为控制目标,动态调节风电场输出无功功率,维持接入点电压水平。实际应用时,该策略利用系统部分雅可比矩阵推导风电场的电压无功灵敏度信息,并根据风电场的无功输出能力计算风电场无功调整量,同时通过设置控制死区和延时,避免了风电机组的频繁调控。仿真算例表明,采用所提策略能够充分发挥变速恒频电机风电场的快速无功调节能力,有效抑制风速扰动、负荷变化等因素引起的电压波动,维持接入地区电网的电压稳定性。     

基于变速风电场控制的电力系统稳定性改善研究

以改善风电场接入的电力系统稳定性并降低稳定控制对场内机组负面影响为目标,设计基于变速风电机组的电力系统综合稳定控制器.控制器基于广域信息,应用同步机状态反馈,通过风电场衰减系统故障不平衡能量以提高同步机主系统暂态稳定性;考虑风电场与同步机关联程度的差异,     

基于柔性直流输电技术的风电场暂态稳定性

研究了风电场分别通过电压源型高压直流输电（VSC-HVDC）和交流输电（HVAC）2种方式并网的问题;基于dq同步旋转轴变换的VSC-HVDC的数学模型,设计了两端换流站的控制策略;在电力仿真软件DIgSILENT/PowerFactory中建立了风电场的2种（AC、DC）并网接入方式模型,针对受端换流站交流母线短路故障工况进行了仿真验证,分析了风电场母线电压、输出功率、风力机转速以及风电场当地负荷的功率等电气量响应情况。结果表明：在故障扰动情况下,VSC-HVDC对提高风电场当地负荷用电可靠性、风电场母线电压、抑制风电机组输出功率波动以及避免风电机组转矩不平衡引起的发电机超速效果最佳,设计的控制方案有效可行。     

DFIG风电场与D-STATCOM无功协调控制研究

提出了一种利用配电网静止同步补偿器（D-STATCOM）和双馈异步风电场（DFIG）对风电并网点进行无功协调控制的策略。该控制策略考虑了DFIG风电场的无功功率极限,结合D-STATCOM快速补偿的特点,将并网点的无功需求在两者之间进行合理分配,满足并网点快速、准确的无功补偿要求。仿真结果表明,由DFIG风电场和D-STATCOM组成的联合无功控制系统可以根据该控制策略在风速波动以及电压跌落时实现无功补偿,校正功率因数,并能稳定并网点电压,保证系统的稳定性。     

Impact of Wind Integration on Transient Voltage Stability in Regional Grid

With the increasing development of wind power,the scale of wind farms and unit capacity of wind turbines are getting larger and larger,and the impact of wind integration on power systems cannot be igno...     

一种实用的风电场等值方法研究

针对现有的大型风电场等值方法仅考虑风电场外部特性对等值模型的影响,忽略了风电场内部机组之间和风电场与并网近区系统之间的耦合关系,分析了风电场不同开机方式、不同单机出力功率对系统暂态稳定特性的影响,找到了描述风电并网对系统冲击最恶劣的风电场运行工况,提出基于该运行工况下的风电场简化等值方法,并以等值算例验证其有效性。     

基于电压稳定灵敏度的风电场无功优化研究

提出采用电压稳定灵敏度进行风电场无功优化的方法,论证并推导了鞍结分岔的电压稳定裕度灵敏度的算式.借助太平里风电场接入系统项目,通过无功优化补偿计算,提出合理的无功配置建议,从而提高含风电场系统的电压稳定性.     

风电场群的无功电压协调控制策略

现有风电场无功电压控制模式仅考虑单个风电场的无功平衡,无法兼顾大型风电基地的电压综合控制需求.文中提出了风电场群的无功电压协调控制思路,以风电场群的汇集站为电压中枢点,以各风电场升压变压器的高压侧电压为约束,协调各风电场的无功调节装置动作.协调控制策略以多目标的优化模型为基础,应用遗传算法求解.对典型风电场群汇入系统的仿真分析表明,协调控制策略在提高电网的安全性和经济性方面较传统的各风电场单独控制策略具有较大的优越性.     

不同控制策略下含直驱机组风电场的系统电压稳定研究

运行连续潮流计算的PV及VQ曲线法,对不同控制策略下含直驱机组风电场的系统静态电压稳定性进行了研究。通过对新疆一个实际地区电网进行仿真计算,绘制了直驱风电机组构成的风电场分别采取恒功率因数为1、恒功率因数为0.99、恒功率因数为-0.99及电压控制模式下地区电网电压中枢点、重要变电站、风电场公共接入点(point of common coupling,PCC)的PV曲线及VQ曲线。通过仿真分析可以得出,当风电场在处于低出力水平时,电网的静态电压稳定性较好;在风电场注入功率较大时,电网无功裕度减少,导致电网静态电压稳定性降低。直驱机组风电场采取恒电压控制策略要优于恒功率因数控制策略下的电网静态电压稳定性。