发电机阻尼和参数扰动对系统稳定性的影响

以非线性分岔分析软件Aut097为工具,以一个标准的三节点系统为对象,研究了发电机阻尼模型和参数扰动对电力系统小扰动稳定性和系统分岔的影响。研究发现,在采用不同的阻尼模型时,会导致不同的系统分岔形式和不同的混沌现象出现区域;为此求解了在关键参数扰动下系统的受扰稳定域,并分析了稳定域的边界特性。     

与退化Hopf分岔有关的小扰动稳定域拓扑性质

小扰动稳定域的边界是由描述电力系统的微分代数方程的3类分岔点构成的,文中通过对由Hopf分岔点构成的小扰动稳定域的研究发现:稳定域的边界并非连续光滑,它会由于边界上系统结构稳定性的破坏而出现几何形状的突然改变.表明所发现的稳定域边界性质的变化与系统中出现的退化Hopf分岔有关,并由此导致二维参数空间中同时出现2个小扰动稳定域,这2个稳定域之间的互相吸引以至最终的融合造成了稳定域边界几何形状的极不规则变化.最后在三维空间中演示了小扰动稳定域并讨论了稳定域的连通性.研究表明,深入探讨非线性动力系统中的退化Hopf分岔等更为复杂的动态行为,是揭示电力系统小扰动稳定域拓扑性质的重要途径.     

基于小扰动稳定域的电力系统概率安全分析

电力系统在运行过程中存在大量不确定性,对系统稳定运行会产生不利影响,因此可以考虑不确定因素的概率安全分析方法较传统的确定型安全分析方法更有意义。该文在电力系统小扰动稳定域研究成果的基础上,给出了一种可有效考虑功率注入等随机因素的小扰动稳定性概率安全分析方法。借助3机9节点系统对所给方法进行了示例和验证,同时深入讨论了负荷水平变动、运行点改变以及量测延时等因素对系统小扰动稳定性概率安全指标计算结果的影响。     

电力系统扩展小扰动稳定域及其研究

引入一种新的扩展小扰动稳定域的概念,以弥补原有小扰动稳定域无法考虑电力系统(超)低频振荡的不足。文中给出了这种扩展小扰动稳定域的定义,讨论了其边界组成及性质,给出了一种基于优化方法求解相关边界的追踪算法,并基于该追踪算法,利用一个3节点和WSCC3机9节点系统分析了扩展小扰动稳定域的构成、边界性质、影响因素等。该研究工作对寻求有效预防系统出现小扰动稳定失稳和避免出现(超)低频振荡具有一定的参考价值。     

考虑时滞影响的电力系统小扰动稳定域

探讨了时滞环节对电力系统小扰动稳定域的影响.首先推导了微分-代数方程在考虑时滞影响时的小扰动稳定分析方法;进一步给出一种基于双层优化的追踪算法,用于求解含时滞环节的电力系统小扰动稳定域的边界;最后,利用该算法和2个典型系统,深入探讨了时滞环节对小扰动稳定域边界及构成性质的影响.     

基于保护映射理论的电力系统小扰动稳定域计算方法

针对传统小扰动稳定域未考虑系统可能出现的持续振荡和阻尼比过低的情况,提出一种基于保护映射(Guardian map)的改进小扰动稳定域计算方法。首先,借助映射理论将系统从改进小扰动稳定域映射到负半平面上,并通过直和运算构成保护映射,然后利用能够精确求解Hurwitz矩阵稳定域的保护映射方法准确快速地求解出改进小扰动稳定域的边界。IEEE 4机11节点系统仿真结果表明:基于保护映射的电力系统改进小扰动稳定域描绘方法具有较高的精确度和有效性。最后,进一步分析发电机励磁系统参数对改进小扰动稳定域的影响,对指导系统调度运行,预防系统出现小扰动失稳具有参考意义。     

采用阻尼水平定义边界的实用电力系统小扰动稳定域

提出了一种适用于低频振荡、次同步振荡问题分析的电力系统小扰动稳定域(P-SSSR)定义方法。根据低频振荡、次同步振荡的特点,分别以相对阻尼水平和绝对阻尼水平定义了一种新的小扰动稳定边界,并用这种新的稳定边界构成P-SSSR。提出了一种连续法和直接法相结合的稳定域边界求解方法,在IEEE次同步谐振第一标准模型中分别计算了传统小扰动稳定域(SSSR)和P-SSSR边界,比较了这2种稳定域的计算耗时和边界点特性。结果表明,实用电力系统小扰动稳定域考虑了实际运行的阻尼水平要求,使得位于该小扰动稳定域内的运行点符合实际运行的阻尼标准,能在几乎没有增加计算量的情况下获得一种更为可靠实用的电力系统小扰动稳定域,具有重要的理论研究价值和工程实用意义。     

小扰动稳定域微分拓扑学性质初探:(一)小扰动稳定域非凸边界和空洞现象示例

对电力系统小扰动稳定域的微分拓扑学性质进行了初步探讨.首先,简单回顾了小扰动稳定域的相关定义、边界组成及其性质;然后,给出一种基于优化过程实现对小扰动稳定域Hopf分岔界面追踪的算法;最后,利用一个简单的3节点系统,示例了小扰动稳定域边界面非凸和内部存在封闭不稳定(空洞)区域的现象,并对小扰动稳定域内部空洞区域随系统参数变化的规律进行了研究.该工作对于进一步深化对电力系统小扰动稳定域微分拓扑学性质的研究具有一定帮助.     

基于断面潮流的大电网实用小扰动稳定域

基于断面潮流提出了大电网的小扰动稳定域实用模型,该模型给出了断面潮流空间的边界点搜索策略,提出了分主导模式拟合以优化稳定域边界的方法。结合华中电网阐述了实用小扰动稳定域的具体建模过程,并以其丰大运行方式下的基本运行点为例验证了实用化模型的正确性和实用性。在断面潮流空间上研究稳定域,符合电网安全监控和运行调度的习惯,实用模型在满足工程应用精度要求的同时可简化稳定域的求取。根据边界超平面方程系数可以判断出断面潮流对系统稳定性的影响趋势,为电力系统安全监控提供有效信息。     

计及源荷不确定性的多时间尺度滚动调度计划模型与方法

考虑风电和负荷预测偏差随时间尺度变化的规律以及分时电价条件下负荷响应偏差,综合表述系统运行的不确定性因素及其影响,提出了一种基于偏差预控的负荷调度模式。为实现风电、慢机、快机以及价格型和激励型需求响应在不同时间尺度上逐级协调优化的潜力,构建了"日前-日内-实时"多时间尺度滚动调度计划模型。算例结果验证了决策模型与求解的有效性,并进一步分析了不确定性因素对调度计划的影响以及多时间尺度经济运行域滚动决策的效果。提高不确定因素的预测精度以提升系统整体运行水平的同时,应充分考虑不确定性偏差随时间尺度的变化规律和不同类型资源的互补特征。在系统可靠运行的前提下,可根据系统运行不确定因素的偏差大小同步滚动生成不同时间尺度的经济运行域,进一步增强系统运行的经济性。     

基于交直流混联系统静态安全域安全校正控制后的优化调度

大型交直流混联系统安全校正控制往往会使系统处于临界安全状态,故迫切需要研究其安全校正控制后的优化调度策略.对此,基于静态安全域理论,建立了计及重载线路N-1故障约束的静态安全域数学模型,并给出了其优化调度安全子域的刻画方法.综合系统的发电成本、电压偏差及安全裕度表征优化调度模型的经济性与安全性.通过计算安全距离灵敏度,...     

安全经济调度与均匀调度间关系分析

安全经济调度(SED)注重在满足输电元件安全条件下,对一定负荷需求,力求以费用最小化来安排发电方式。然而,由于多种原因,SED会使输电能力的使用不均匀,产生与输电能力不协调的矛盾。对此矛盾,针对给定的负荷需求模式,研究SED与电网输电均匀性调度间的关系,分析不同调度方式下对输电能力使用的影响规律,得出输电能力及其分布应与调度方式统一、协调、折中地进行考虑,以提高系统抵御意外扰动的能力。     

考虑风电不确定性的ɸ-散度下基于条件风险价值的鲁棒动态经济调度

针对风电功率预测误差不确定背景下动态经济调度的发电风险费用,建立基于条件风险价值的动态经济调度风险费用鲁棒优化模型.在仅知风电功率预测误差情景的条件下,结合统计学理论,采用φ-散度构建较高置信水平下的风电功率预测误差不确定概率的置信域;采用拉格朗日对偶理论,将动态经济调度风险费用鲁棒优化模型转化为可求解的数学模型.采用IEEE 30、IEEE 118节点和S-1047节点系统进行数值仿真,结果表明,所建模型能够有效地抑制风电功率预测误差不确定性对风险费用的影响.     

节能发电调度发电计划编制算法

在发电计划的编制过程中,如何实现机组发电序位表是体现节能发电要求的关键所在,为此,提出了发电计划编制核心算法。该算法基本原理为:根据全网负荷、分区负荷预测以及节能发电序位表,确定机组开机方式,然后采用等微增率法分配机组发电量;通过引入设备利用率系数分配机组发电曲线以满足系统安全运行和调峰要求,并修正机组发电曲线以满足运行约束条件,最终得到机组发电曲线。结合江苏电网以火电机组为主的特点,利用该算法进行节能调度发电试验日发电计划编制,验证了算法的合理性。     

A comprehensive approach for adequacy and security evaluation ofbulk power systems

A new approach is described for assessing the adequacy and security of bulk power systems. The method takes into account generation and transmission failures, load variation, generation economic dispatch, security limits, maintenance schedules, the control actions implemented in emergencies. and the impact of different operating schemes. Reliability indices for generation adequacy, transmission adequacy, and system security are defined. The proposed method is demonstrated by application to the IEEE Reliability Test System (RTS)     

Feasible solution for dynamic economic load dispatch using feasible operation region

High penetration of renewable energy in the future power system will pose a big problem to the load dispatch operation. The large disturbance and high forecast error must be considered when scheduling a limited number of controllable generators to follow rapid change in load. This paper proposes a dynamic economic load dispatch (DELD) problem approach based on the concept of a feasible operation region (FOR). FOR is defined as the region that committed generators may operate in to match the load profile without violating the ramp‐rate constraints. The DELD problem is solved in two stages. In the first stage, FOR of each generator is computed using recent real‐time forecasted load as well as renewable energy generation. In the second stage, a generation schedule is determined by solving the DELD problem interval by interval while considering ramp‐rate constraints and FOR constraints. The method can gives feasible solution for feasible load and specify the amount of compensation required for feasible solution for infeasible load. © 2013 Institute of Electrical Engineers of Japan. Published by John Wiley & Sons, Inc.     

断面安全约束下发电可行域实用分析方法

针对市场环境下调度计划月度安全校核存在时间跨度大、负荷以及新能源出力预测精度差、交易电量的不确定程度高等问题,提出构建发电可行域的工程实用方法。首先,基于各发电机出力相对于关键断面的有功灵敏度,结合机组的地理位置,对全网机组进行分群;然后,提出构建发电可行域的基态潮流确定方法;在此基础上,以主导发电机群的总出力为横坐标,以系统总负荷为纵坐标,构建系统在不同负荷水平下的主导发电机群发电可行域;最后,根据系统运行方式对发电可行域进行在线修正。以某省级电网为例,验证所提方法的可行性。     

断面安全约束下发电可行域实用分析方法

针对市场环境下调度计划月度安全校核存在时间跨度大、负荷以及新能源出力预测精度差、交易电量的不确定程度高等问题，提出构建发电可行域的工程实用方法。首先，基于各发电机出力相对于关键断面的有功灵敏度，结合机组的地理位置，对全网机组进行分群；然后，提出构建发电可行域的基态潮流确定方法；在此基础上，以主导发电机群的总出力为横坐标，以系统总负荷为纵坐标，构建系统在不同负荷水平下的主导发电机群发电可行域；最后，根据系统运行方式对发电可行域进行在线修正。以某省级电网为例，验证所提方法的可行性。     

Congestion management with FACTS devices in deregulated electricity markets ensuring loadability limit

This paper addresses an important issue of transmission system congestion management in a pool electricity market environment with the consideration of voltage stability as loadability limit. The optimal generators’ rescheduling has been obtained for three block bid structure submitted to the ISO in a day-a-head market. The base case economic load dispatch has been obtained for generators ensuring the loadability limits and is taken as base case generation output data during the congestion management to obtain new generation scheduling. The generation pattern has been obtained for three bid blocks taking load variation for 24 h considering load scaling factor. The three block bid structure offered to the ISO has been modeled as a linear curve, function of up and down rescheduling within the upper and lower limits offered for congestion management. The impact of third generation FACTS devices has also been studied on the optimal rescheduling of generators’ outputs and thereby the congestion cost. The results have been obtained for IEEE 24 bus and IEEE 57 bus test systems.     

电力系统动态优化调度的两级协调方程算法

本文基于动态负荷瓶颈分析方法，研究了电力系统动态优化调度的前瞻约束问题，分析了响应能力约束的作用，在此基础上，提出了动态优化调度的两级协调方程算法。通过对不同梯阶功率增量需求全速响应和非全速响应发电单元子集合的恰当处理，使此算法的两级优化都能应用协调方程算法顺利解算。此算法对负荷曲线陡峻段落及高负荷水平上行段落和低负荷水平下行段落都能有效地进行解算，这些段落在动态优化调度上是有难度的。此算法能很好地与经典的协调方程式法接轨。