A systematic loss analysis of Taipower distribution system

This paper presents a systematic methodology to analyze the power loss of whole distribution system in Taipower. The total power delivered to the distribution system has been calculated according to the total power generation and power loss of transmission system. To enhance the efficiency for power loss analysis of voluminous distribution feeders, the artificial neural network (ANN)-based simplified power loss models have been developed for the overhead feeders and underground feeders, respectively. The three-phase load flow analysis is executed to find the sensitivity of feeder loss with the variation of power loading, conductor length, and total capacity of distribution transformers. By this way, the data set for neural network training is prepared to derive the ANN-based simplified power loss model. The power loss of each distribution feeder can be derived easily according to the key factors of hourly loading, feeder length, and transformer capacity. By integrating the power loss of all feeders, the power loss of whole distribution system is therefore obtained to estimate the operation efficiency of Taipower system.     

Direct transient stability assessment with excitation control

The authors extended the applicability of the transient energy function method by incorporating the exciter effects in the energy of a multimachine power system during the first swing transient. The generator was represented by the two-axis model and the exciter was represented by one gain, one time constant, and one limiter. In this study they compute the parameters of the extended transient energy function, which assumes a constant average internal EMF. The critical value of this transient energy is determined. A procedure for its use in transient stability assessment has been developed and successfully applied to fault disturbances in two test networks     

PC机集群系统在电力系统暂态稳定分析中的应用

暂态稳定分析的并行求解研究主要集中在对暂态计算时数学方程的并行化、暂态计算的内在并行性2方面。从网络分割的角度出发,采用基于支路分割的并行算法,以分割支路两端的电压为交接变量,将分割支路两端的节点看作有注入电流的节点,通过迭代最终实现并行计算。以MPICH.NT.1.2.5作为操作平台,利用MPI(MessagePassingInterface)传递函数库实现并行通信。最后,通过IEEE39节点系统对该算法进行测试,验证了该算法的正确性,并且通过与传统算法的比较得到了令人满意的并行加速比。     

暂态稳定分析典型励磁模型仿真研究

在电力系统运行中,发电机励磁系统的电压调节特性和强励性能对整个系统的稳定运行有重要影响,为深入认识该特性和与之相关的影响因素,以IEEE Std 421.5-1992标准推荐的交流励磁机励磁系统和静止励磁系统为基础,构建了单机-无穷大网络数值模型和励磁控制数值模型,交流励磁机励磁系统主要包括AC1～AC6 6种模型,静止励磁系统主要包括ST1～ST3 3种模型。励磁系统主要考察发电机在额定转速解裂运行方式下的90%额定电压起励特性、10%阶跃响应特性和在并网额定运行方式下三相短路故障后的励磁电压动态调节特性,比较了不同励磁模型在相同工况下的控制品质和对系统稳定运行的影响,分析了励磁强励特性的影响因素。     

辛几何算法在电力系统暂态稳定性分析中的应用

将辛几何算法引入电力系统暂态稳定性数值计算.以一个简单的电力系统为例,通过数值实验将新方法与电力系统分析中常用的隐式梯形积分法及传统的Runge-Kutta方法进行了对比分析.初步的数值实验结果表明,辛几何算法与传统算法相比,在计算精度和数值稳定性方面具有较为明显的优势,因而更适合于电力系统暂态稳定性及相似问题的数值计算.     

适用于电力系统暂态稳定分析的网络电压解析算法研究

工程上大量采用数值仿真方法分析系统运行稳定性,通过交替迭代求解微分-代数方程组来评估系统是否稳定,但解析程度低是其固有的缺点。为了弥补这一不足,利用Dommel-Sato迭代,针对不同的负荷模型,提出了一种求解网络电压封闭解的解析方法。该方法可以将暂态稳定分析数学模型中的微分方程与代数方程解耦,使得稳定问题转化为求解全微分方程组,避免了求解过程的交替迭代。在此基础上,利用网络电压的封闭解,提出了一种快速计算系统故障后短期电压的方法。通过与PSD-BPA仿真结果进行比较,表明了所提方法能快速、准确地计算系统故障后的短期电压。     

相间功率控制器改善暂态稳定性的研究

相间功率控制器(Interphase Power Controller,IPC)接入互联系统中对稳定性有一定的影响.基于IPC元件参数与功率之间的关系,通过简单系统的功角曲线分析了调节IPC元件参数改善系统暂态稳定性的机理.基于IPC的端口电压与电流的关系,说明IPC是电压控制的电流源,据此设计了功率和电流双回路可控相间功率控制器(Thyristor Controlled Interphase Power Controller,TCIPC)的控制系统.以电流作为TCIPC晶闸管的同步信号,将线路电流和有功功率的期望值作为IPC控制器的参考信号,设计了不完全微分PID控制模型.仿真结果表明:在系统发生扰动的情况下,通过设计的控制器能较好地调节TCIPC电感参数,从而有效地控制联络线的传输功率,改善带TCIPC互联系统的暂态稳定性.     

舰船电力系统暂态稳定性仿真分析

通过分析舰船电力系统暂态稳定性的特点,并结合陆地电力系统暂态稳定性分析的理论,提出了适用于舰船电力系统暂态稳定性分析的发电机六阶数学模型、电动机二阶动态模型和恒功率静态模型相结合的综合负荷模型,以及具体的分析步骤.在舰船电力系统暂态稳定性分析中采用了适用于舰船电力系统暂态稳定的判据,并同时考虑了原动机、调速器和励磁器的...     

电力系统大扰动下暂态电压稳定的动态特征分析

针对目前电力系统电压稳定性研究成果难以给出明确的暂态稳定判定信息的缺陷,提出一种电力系统大扰动下暂态电压稳定的动态特征分析方法.该方法首先建立反映电力系统暂态过渡过程的计及调速与励磁控制的综合数学模型,即非线性微分代数方程组(Non-linear Differential Algebraic Equations,NDAE);其次在运用隐式梯形积分法对NDAE进行逐步积分过程中动态生成Jacobian矩阵,并求解出全部特征根及左,右特征向量;最后计算出各个状态变量与之对应特征向量的相关因子,基于此给出暂态电压失稳的判据.该方法通过与时域仿真法的对比结果证明所提出系统暂态电压失稳判据的正确性,为今后从线性系统理论与数值积分结合的角度来研究电力系统暂态电压稳定性提供一个新的思路.     

电力系统大扰动下暂态电压稳定的动态特征分析

针对目前电力系统电压稳定性研究成果难以给出明确的暂态稳定判定信息的缺陷,提出一种电力系统大扰动下暂态电压稳定的动态特征分析方法。该方法首先建立反映电力系统暂态过渡过程的计及调速与励磁控制的综合数学模型,即非线性微分代数方程组（Non-linear Differential Algebraic Equations,NDAE）;其次在运用隐式梯形积分法对NDAE进行逐步积分过程中动态生成Jacobian矩阵,并求解出全部特征根及左、右特征向量;最后计算出各个状态变量与之对应特征向量的相关因子,基于此给出暂态电压失稳的判据。该方法通过与时域仿真法的对比结果证明所提出系统暂态电压失稳判据的正确性,为今后从线性系统理论与数值积分结合的角度来研究电力系统暂态电压稳定性提供一个新的思路。     

惯性时间常数对互联系统暂态稳定性影响的仿真研究

通过对单机无穷大系统和等值两机系统进行数学推导,得出系统惯量的变化与互联系统暂态稳定水平的关系;应用EUROSTAG进行时域仿真,在IEEE-39系统中分别验证了受端与送端系统转动惯量对弱互联电网暂态稳定性的影响.系统惯量越大,系统相对角变化速度越慢,在大区弱互联系统中,送端系统与受端系统间相对角变化速度不一致.因此,当送端系统惯量增加时,提高了系统暂态稳定水平;受端系统惯量增加时,降低了系统暂态稳定水平.     

暂态稳定控制系统的静态测试方法

以一个基于"在线预决策,实时匹配"的暂态稳定控制系统为例,利用电网的实际运行数据,采用"白盒法"、"黑盒法"测试了软件的各个组成部分.通过测试程序、实验电路对该系统的运行可靠性,数据采集的正确率、速度和误差,暂态稳定分析软件包的正确性,模块间的通讯能力等进行了测试,获得了关于该系统的大量数据,为该系统的进一步动态模拟实验和最终投入运行打下了坚实的基础.     

暂态稳定控制系统的静态测试方法

以一个基于“在线预决策 ,实时匹配”的暂态稳定控制系统为例 ,利用电网的实际运行数据 ,采用“白盒法”、“黑盒法”测试了软件的各个组成部分。通过测试程序、实验电路对该系统的运行可靠性 ,数据采集的正确率、速度和误差 ,暂态稳定分析软件包的正确性 ,模块间的通讯能力等进行了测试 ,获得了关于该系统的大量数据 ,为该系统的进一步动态模拟实验和最终投入运行打下了坚实的基础。     

A new method for transient stability analysis

This paper proposes a brand‐new method for transient stability analysis in power systems. The proposed method directly computes the critical trajectory for a given contingency to obtain the critical condition of the studied system. Although the method may be useful for general nonlinear dynamic systems, it is applied to the problem of obtaining a controlling UEP, unstable equilibrium point, which provides inevitable information for the energy function methods to assess transient stability. Namely, the proposed method effectively yields a critical trajectory on PEBS together with the controlling UEP, thus improving the conventional BCU method. The effectiveness of the proposed method is demonstrated in 3‐machine 9‐bus and 6‐machine 30‐bus systems. © 2007 Wiley Periodicals, Inc. Electr Eng Jpn, 159(3): 26–33, 2007; Published online in Wiley InterScience ( www.interscience.wiley.com ). DOI 10.1002/eej.20245     

Dynamic Ward equivalents for transient stability analysis

In an effort to reduce the computing time of transient stability assessment, the paper presents a dynamic equivalent which results from the elimination of the load buses provided with voltage-dependent loads. The elimination is performed through a new version of the Ward equivalencing method. In this approach, the equivalent current injections are expressed in terms of the retained bus angles and a sensitivity matrix W_¯. The nonlinearity of the load flow model is accounted for through piecewise linear approximations by updating the W_¯ matrix whenever the operating point moves beyond the validity of the linearization. The paper also derives the expressions of the incremental changes in the generator electric power and the transient energy function for the reduced system. The approach has been tested on several systems with different sizes and characteristics     

考虑暂态稳定约束的电力系统最优潮流算法

将模糊集理论应用于暂态稳定约束最优潮流问题,结合电力系统实际特性,对传统暂态稳定约束最优潮流模型进行改进,将功角约束、电压约束及目标函数模糊化处理,采用最大最小算子建立了以求解满意度最大化的暂态稳定约束最优潮流模糊新模型。构建了适于大规模非线性优化问题的协同进化粒子群算法,用于TSCOPF模糊优化问题的求解。为提高算法求解效率,结合模型特点采用提前终止暂态稳定仿真的加速策略。并利用Matlab并行工具箱对算法进行主从并行化改造,显著提高了算法运行效率。最后利用新英格兰10机系统仿真测试,证明了方法有效可行。     

电力系统暂态稳定性闭环控制（三）——基于预测响应的暂态不稳定闭环控制启动判据

尽管基于实时响应的不稳定判据可以快速启动稳定控制,但为了提高控制投入后阻止不稳定的效果、减小控制的代价,最好在必要时尽可能早地启动闭环控制。提出基于电力系统发电机实测轨迹的滚动预测未来轨迹的方法,使用预测轨迹判别暂态不稳定,并启动后续的稳定性闭环控制。IEEE 10机39节点系统和三华电网实际系统的仿真验证了该预测暂态不稳定后启动控制的准确性和快速性。     

风电场动态等值及其在暂态稳定分析中的应用

风力发电厂系统的完整模型建模,阶数太高,不适合全系统在线安全分析和稳定裕度计算。提出一种风电场双馈感应发电机(DFIG)动态等值技术,即将风力发电厂中的多台DFIG发电单元等值聚合为一个发电单元,对发电单元的聚合包括风力涡轮机的聚合、双馈感应发电机聚合以及电能传输和收集系统的聚合。保留了在不同的风速下,被聚合的发电单元的主要的动态性能。聚合模型应用在电力系统在线仿真中,优化了在线分析计算时间,提高了在线计算的精确性。等值前后发电单元具有相同的模型结构。通过仿真研究,验证了动态等值方法的正确性。