一种基于功率谱密度的发电机机械功率扰动源定位方法

强迫振荡通常是由发电机的机械功率受到周期性扰动引起的低频振荡。解决强迫振荡问题的关键是准确定位扰动源的位置并消除扰动源。提出了一种基于功率谱密度的发电机机械功率扰动源定位方法。该方法推导了扰动源到发电机有功功率的传递函数和发电机有功功率的功率谱密度的解析关系。利用上述解析关系可以对每一台发电机进行逐一判断,定位扰动源的位置。10机39节点算例证明了扰动源定位方法的有效性与可行性。     

基于SPWVD图像和深度迁移学习的强迫振荡源定位方法

强迫振荡扰动源的准确定位是消除强迫振荡、恢复电力系统正常运行的关键。文中提出一种基于平滑伪Wigner-Ville分布(SPWVD)图像和深度迁移学习的强迫振荡扰动源定位方法。首先对强迫振荡信号采用SPWVD方法以图像形式表征全网强迫振荡特征信息,然后通过深度迁移学习将其他领域的图像识别知识迁移到电力系统领域,挖掘振荡图像与扰动源位置之间的联系,在保证训练准确度的同时,提升了训练效率。在WECC 179节点系统中的算例验证了该方法的有效性,并且相比于传统机器学习方法具有准确率高的优势。此外还考虑振荡数据中的噪声、录波起始时间以及数据长度验证了所提方法的准确性和抗噪性,并在由负荷引发的强迫振荡和系统拓扑发生变化的情况下,验证了方法的有效性。     

风电功率波动引发的强迫振荡扰动源定位方法

电力系统中的强迫功率振荡有可能引发大范围的功率波动。风电等新能源接入电网时,其输出功率的波动具有随机性,当该功率波动导致系统中发生强迫振荡时,振荡同样会呈现随机特征,难以对扰动源进行定位。文中提出一种对风电引发的强迫振荡扰动源定位的方法,该方法利用振荡的双谱获取中心频率,并通过小波变换得到振荡中心频率处的初始相位,据此可通过能量函数对扰动源进行定位。实际算例验证了所提方法的可行性及有效性。     

基于观测器信号灵敏度差异化设计的强迫振荡扰动源定位

强迫振荡主要由发电机侧的扰动源引起,解决强迫振荡的根本途径为定位扰动源发电机并切除.文中提出基于观测器信号的灵敏度差异化设计法进行扰动源定位,利用广义KYP引理并根据传递函数矩阵的H-/H∞范数特性,给出观测器残差信号对发电机内、外扰动源满足不同灵敏度分配的不等式约束.通过线性矩阵不等式合理优化和搜寻观测器的反馈矩阵,使得观测器残差信号对发电机内部扰动源在有较高灵敏度的同时,对发电机外部的来自电网的强迫振荡不灵敏(解耦),从而根据不同发电机的观测器残差的频谱定位扰动源发电机.10机39节点系统算例和华北电网算例验证了定位方法的有效性、直观性和鲁棒性.     

基于参数辨识的强迫功率振荡扰动源定位方法

基于对广域测量系统量测数据参数的辨识,提出一种实现电网强迫功率振荡扰动源位置判断的方法。根据强迫振荡的能量函数,推导出基于参数辨识的扰动源定位方法,并根据理论分析指出该方法能够适用于振荡的稳态和瞬态阶段。通过对实际振荡案例分析,验证了所述方法的正确性和可行性。理论和实际分析结果表明,该方法能够快速判断强迫功率振荡扰动源的位置,易于实现在线计算。     

电力系统强迫振荡源的时频域定位方法

快速、准确定位电力系统强迫振荡源,对于预防由强迫振荡引起的电力系统大停电事故意义重大,但目前的强迫振荡源时域定位方法计算过程较为复杂,计算效率有待提升.为此,文中提出一种基于广域量测信息的电力系统强迫振荡源的时频域定位方法,该方法首先将电力系统广域量测数据进行连续小波变换,计算各小波系数矩阵的小波相对能量,进而甄别出电力系统强迫振荡模式对应的关键小波系数.基于所得关键小波系数,计算各发电机基于小波变换的耗散能量流;在此基础上,借鉴传统耗散能量流的定位方法,定位电力系统强迫振荡源,并通过振荡源定位量化指标直观地展示强迫振荡源定位结果.最后,将所提方法应用到WECC 179节点测试系统和中国辽宁电网的实测数据中进行分析、验证,结果验证了所提方法的正确性和有效性.     

基于标签传播算法的电网主动解列断面快速定位方法

传统的失步解列控制无法适应多变的运行方式和复杂的失稳模式,实现数据驱动的电网主动解列断面快速定位具有重要意义。为此,结合复杂网络社团检测理论和电气距离,提出一种基于标签传播算法的主动解列断面快速定位方法。基于等值两机系统联络断面电气距离对振荡中心位置有主要影响的机理,依据支路导纳建立图数据的相似性权重矩阵。根据同调机群在线辨识的分群结果标注同步发电机节点的类别标签。使用基于调和函数的标签传播算法对未标注节点进行半监督节点分类,不同类节点之间的边即所定位的解列断面。通过IEEE118节点系统算例和东北电网实际系统的仿真分析,验证了所提方法的可行性和有效性。该方法的计算速度非常快,具有较好的工程实用价值。     

基于广域测量系统和CELL理论的强迫振荡在线感知与定位

为了快速准确地定位电网强迫功率扰动源,根据"先感知,再分类,后定位"的思想,提出基于广域测量系统的空间特征椭球和决策树混合定位扰动源的新方法。通过对比分析不同强迫功率振荡信号,将实测的不同受扰轨迹信息映射到多维特征椭球,通过计算椭球的空间形状及其形态参数变化,实现强迫功率振荡态势的定量化描述;在抽取空间椭球特征参数的基础上,将不同扰动下强迫振荡瞬态阶段的特征椭球参数形成决策树样本集,利用C4.5算法离线训练,在线匹配以快速分类定位扰动源。算例结果表明,该方法可以在强迫功率振荡瞬态阶段快速分类定位不同扰动源,定位振荡主要参与机组和负荷的准确率很高。     

计及动作时序的电网在线快速主动解列策略计算

失步解列是保障电力系统安全稳定运行的关键技术之一,但常规研究利用强假设对解列后的动态过程进行规避,其实际应用时面临解列失效风险。针对该问题,提出计及动作时序的电网在线快速主动解列策略。首先,基于两机失步振荡模型,分析2种不同场景下电压矢量变化特性,提取表征振荡中心漂移规律的几何特征,进而构建振荡中心定位判据,确定初选断面并搜索断面邻域;其次,基于暂态能量分析了动作时序对孤岛功角稳定性的影响,通过计算不同开断方式下线路开断引发的功率突变量,给出各断面的最佳动作时序,以满足解列后功角稳定性约束;依据孤岛稳定平衡点求解及不平衡功率最小原则,优选最终断面以保证解列后频率稳定恢复能力,最终实现解列控制在时间与空间上的协同,IEEE-9和IEEE-39节点系统仿真结果验证了所提策略的有效性。     

基于小波耗散能量谱的电力系统强迫振荡源定位

快速、准确地定位强迫振荡源是抑制电力系统强迫功率振荡的关键。目前，基于广域量测信息的电力系统强迫振荡源定位方法大多基于时域耗散能量流理论，其计算过程较为复杂，计算效率有待提高。首先，提出一种基于小波耗散能量谱（WDES）的电力系统强迫振荡源频域定位方法，该方法首先将电力系统广域测量信息进行连续小波变换，得到各广域量测信息的小波系数矩阵；然后，根据获得小波系数矩阵定义小波耗散能量谱，阐述小波耗散能量谱和传统时域耗散能量流的关联关系；进而，由小波耗散能量谱的跃变特性确定系统的强迫振荡频率；再根据各发电机在强迫振荡频率处的小波耗散能量谱准确定位振荡源；最后，将所提方法应用到WECC-179节点测试系统和ISO New England中进行仿真和验证，结果验证了所提方法的准确性和有效性。     

互联电网失步解列过程中的暂态动能变化规律研究

新能源高占比系统已成为我国电网未来发展的必然趋势。新能源出力的不确定性,使得振荡中心漂移风险增大,现有失步解列技术面临严峻挑战。受扰系统在故障清除后其机组间的动态行为可以划分为群间相对运动和群内相对运动,在此基础上通过选取不同的参考坐标系构造了群间暂态能量和群内暂态能量函数。分析计算发现,在解列时刻系统的暂态能量动能具有群间暂态动能突变为0,群内暂态动能保持不变的规律。依据这一规律,指出解列过程中群间暂态动能的突变是使系统解列后的暂态稳定性能够得到较大改善的重要原因之一。从能量的角度分析了在非振荡中心处解列与在振荡中心处解列之间的联系。通过IEEE 39节点系统及我国某区域电网模型对以上结论进行了验证。     

高压直流附加控制对强迫振荡的抑制作用

强迫振荡成为电网动态稳定的主要问题之一,可能引起区域联络线有功功率大幅振荡。分析了多机系统强迫振荡的原理,设计了高压直流附加阻尼控制器,分析了不同扰动源位置、频率以及直流输送功率下高压直流附加控制器对强迫振荡的抑制效果。2区4机交直流系统的仿真结果表明,高压直流附加控制器对强迫振荡的抑制效果与扰动源位置关系不大,主要取决于扰动源频率和直流输电功率水平;当扰动源频率等于区域间振荡频率时,抑制效果最佳;直流输送功率越大,强迫振荡的抑制效果越好。     

电力系统强迫功率振荡的基础理论

以单机无穷大系统模型为基础,阐述了电力系统强迫功率振荡的基础理论,分析了影响电力系统强迫功率振荡的主要因素,并对单机无穷大系统的强迫功率振荡进行了仿真验证。电力系统强迫功率振荡理论指出,持续的周期性小扰动会引起电力系统强迫振荡,当扰动频率接近系统固有振荡频率时,会引起系统谐振,导致大幅度的功率振荡。谐振引起的强迫振荡的幅值与扰动的幅值、系统固有的振荡阻尼大小有关:扰动的幅值越大,谐振幅值越大;系统固有的振荡阻尼越强,谐振幅值越小。谐振引起的强迫振荡的表现形式类似于属于自由振荡的电力系统负阻尼低频振荡,但两种振荡的起因不同。     

计及相量测量单元信息不可观性的强迫功率振荡扰动源定位

强迫功率振荡的扰动源定位是低频振荡诊断与分析中的重要问题。目前,利用相量测量单元(PMU)的数据进行扰动源位置识别已引起了一定的关注,但相关研究成果大多未考虑PMU尚无法完整配置的现状,因而难以在实际电力系统中推广应用。为此,提出了一种计及PMU信息不可观性的强迫功率扰动源定位方法,并从扰动源定位的角度出发,提出了PMU分区配置的基本要求。仿真结果表明,该方法可在PMU信息不可观的情况下准确识别扰动源位置。     

基于P-Q-θ变化规律检测失步振荡临界特征点的方法

现有各种常规原理失步解列装置在判断失步振荡时,大多需要1个振荡周期才能判别并解列,这一功能还不能完全满足大区互联电网的实际需要。文中分析了失步振荡时,有功功率、无功功率出现最大值时的变化规律,总结得到检测失步振荡临界特征点的方法,并据此提出一种新的可快速判断失步振荡的判据。该判据首先检测有功功率、无功功率及相位角的变化特征,根据出现的失步振荡临界特征点,准确、快速地判断失步振荡。     

负荷波动对强迫振荡扰动源定位的影响

持续的周期性小扰动容易引发电力系统的强迫功率振荡,因此准确定位扰动源对提高电网的稳定性具有重要意义。基于此,本文在能量函数法的基础上研究了负荷波动对扰动源定位的影响。在单机无穷大模型基础上推导了计及持续增长负荷的能量函数表达式,并以四机两区系统进行验证,研究结果表明,负荷增加、减小都会影响系统势能的分布,势能变化为正的机组有可能变负,从而影响扰动源定位的准确性;负荷波动对扰动源定位的影响取决于负荷波动导致能量消耗的大小;负荷节点与扰动源所在机组的电气距离越近,负荷变动对扰动源定位产生的影响越大。     

多机电力系统的强迫功率振荡特性研究

推导了多机电力系统强迫功率振荡近似稳态响应的表达式,在此基础上应用左右特征向量和参与因子等参数对多机系统发生强迫功率振荡时的振荡分布特性、扰动源位置对系统响应的影响等问题进行了分析。介绍了应用电力系统仿真软件DIgSILENT进行电力系统小干扰稳定性分析的一般方法。通过对4机2区系统的仿真分析对多机系统强迫功率振荡特性进行验证并与负阻尼和弱阻尼振荡进行比较,有助于更加深入地认识电力系统强迫功率振荡。     

电力系统强迫功率振荡扰动源的对比分析

电力系统中持续周期性小扰动由于共振可能引起联络线的大幅度强迫功率振荡,扰动源很难发现和捕捉。文中以两机等值系统模型为基础,在机理上研究了原动机功率与负荷两者持续周期性小扰动所造成电网功率振荡的区别,阐述了2种扰动源的不同性质。基于MATLAB对两者引起的电网强迫功率振荡进行了时域仿真分析。结果表明:相同幅值和频率情况下,原动机功率扰动比负荷扰动所引起的电网功率振荡幅值更大,接近其理论放大倍数。原动机功率扰动引起电网强迫功率振荡的可能性更大。该研究结果对理解目前电力系统存在的低频振荡现象具有一定的参考价值。