基于相平面轨迹凹凸性的暂态稳定性判别方法评述

基于响应的暂态稳定判别与控制技术是目前电力系统暂态稳定分析领域的热点,该技术具有不依赖于系统模型及参数、可以实时判别和计算量小等优点。其中基于角速度-功角相平面轨迹凹凸性的暂态失稳判别是-个活跃的研究分支。本文对这种暂态稳定性判别方法的原理进行了介绍,进而对方法应用于多机系统时存在的问题进行了分析和评述,并对IEEE 39节点系统进行了仿真分析。结果表明:该方法应用于多机系统时,由于分群的不正确及聚合等值后单机系统参数的时变性易造成相平面轨迹的复杂特性,从而容易将稳定案例误判为失稳。     

电力系统暂态稳定性闭环控制（五）——控制量的实时计算

基于轨迹的凹凸性几何特征分析可知,不稳定的相轨迹斜率随角度逐步变大,欲使不稳定的轨迹向稳定的轨迹变化,施加的控制需要满足轨迹的斜率在功率平衡点前持续变小。据此提出了一种基于切机时刻相轨迹斜率和功率平衡点角度的最小切机量近似计算方法,并且给出了根据实测信息计算等值功率平衡点的近似计算方法。以单机无穷大系统和某联网电网系统为例,验证了理论的有效性。     

基于相轨迹凹凸性的暂态失稳判据准确性验证

已有研究证明基于相轨迹凹凸性的暂态失稳判据在二阶单机无穷大自治系统中严格成立,但将该判据推广到多机非自治时变系统中时,难以从理论上严格证明其正确性,因此通过大量暂态算例来验证凹凸性失稳判据在多机系统中的准确性和适用性。给出并详细阐述基于相轨迹凹凸性的暂态失稳识别流程,该流程改进了已有文献的实时分群方法,并补充了2个辅助判据,然后分别在IEEE 39节点系统和IEEE 145节点系统不同潮流方式、故障位置和故障持续时间下总计64566个算例进行扫描,结果表明,凹凸性判据的动作正确率高于99.9%,能够可靠、准确、快速地启动紧急控制。     

电力系统暂态稳定切机控制策略表的快速整定方法

提出了一种基于轨迹凹凸性理论的暂态稳定切机控制策略表整定方法,该方法能够有效提高策略表整定过程的效率,避免了大量的重复性仿真工作。针对会给系统带来重大冲击的预想故障,基于时域仿真结果,可以得到系统的暂态功角稳定性;当系统发生暂态失稳时,根据不稳定事故的仿真信息,得到控制时刻和不稳定平衡点处的功角以及控制时刻的角速度,可以计算出较准确的控制量。实际电网系统的仿真结果验证了所提整定方法的快速性。     

基于广域发电机状态信息的电力系统暂态不稳定性实时预测

基于两机群等值方法,将相平面轨迹几何特征判据推广应用于多机系统暂态不稳定性实时预测.为实现该不稳定性预测方案在可靠性和快速性的折衷,着重研究了失稳模式实时筛选和基于预测轨迹的不稳定性判别2项关键性技术.失稳模式实时筛选技术利用角度间隙作为指标选择主导模式搜索方向,并采用不稳定性条件作为搜索终止判据,从而使得搜索中所得主导模式随着轨迹发展逐渐逼近真实失稳模式;基于预测轨迹的不稳定性判别技术将只在参数时变性恶化系统稳定性时进行等值轨迹的预测,并基于该预测轨迹的几何特征判断系统是否稳定.IEEE 145节点系统和某实际电网系统的仿真计算验证了所提预测方案的有效性.     

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。     

一种改进的最优轨迹控制策略

提出一种改进的最优轨迹控制策略,介绍了控制方法,并利用状态平面分析法得到了谐振变换器在改进最优轨迹控制方式下的状态平面图.然后根据状态平面图详细推导了开关频率高于谐振频率时的控制法则,以及开关频率低于谐振频率时的控制法则.最后搭建了闭环电路,通过实验验证了控制法则的正确性,结果表明,改进的最优轨迹控制方案不但具有移相及...     

电力系统暂态稳定性闭环控制（七）——实现方案与控制效果

给出基于广域测量系统的暂态稳定性闭环控制系统实现方案,该闭环控制系统应用实时测量信息,依据系统相轨迹几何特征,实测、预测暂态不稳定并实时计算、分配切除超前机组,实现电力系统暂态稳定性的闭环控制。讨论了闭环控制系统的系统结构框架和物理实施条件,包括系统控制主站、发电厂子站的功能和软件流程图,以及子站与主站间的配合。IEEE 39节点系统和三华电网系统仿真表明,在单一重大扰动、连续重大扰动及前期控制作用下,所提方案都能对暂态稳定性作出准确预测,并对将要失稳的系统施加有效、经济的切机控制。     

基于交替方向乘子法的电网电压相量轨迹拟合及暂态稳定评估指标构建

电力系统暂态稳定态势量化评估是大电网在线安全防御的主要部分，而如何针对电网动态轨迹信息构建暂态稳定预估指标是关键。电网电压相量轨迹信息蕴含更丰富的稳定行为特征。文章以双机系统为例，首先从轨迹几何角度分析了发电机暂态能量转化与电压相轨迹之间演变规律；继而在扩展等面积准则(extended equal area criteria, EEAC)的基础上推理验证了其在多机系统下的普适性；为实现暂态稳定快速预估，提出了一种基于交替方向乘子法的轨迹拟合方法，该方法在拟合精度与速度上具有明显优势；在此基础上，以电压相量轨迹拟合曲线的弧长距离为数据支撑，构建了一种暂态稳定快速预估指标。最后，以新英格兰10机39节点系统与某省级电网的仿真数据为例，验证了该方法评估有效性。     

基于轨迹信息的发电机暂态稳定指标分析方法

在已知各发电机相角及角速度的条件下，构造了一种δ-Ek扩展相平面。基于各相δ-Ek扩相平面的轨迹信息提出了一种发电机暂态稳定指标，并给出了相应的分析方法。特点是采用曲线拟合的方式。根据上述轨迹的曲线形状，可以快速算得发电机在故障后的暂态稳定指标。经过算例的验证，该稳定指标能够定量地描述发电机承受故障的能力，从而用来衡量故障后系统中各发电机的稳定程度。     

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。     

基于改进轨迹灵敏度指标的动态无功优化配置方法

从轨迹灵敏度指标的物理意义出发,在详细考虑了动态无功补偿设备实际特性的基础上,提出了一种基于改进轨迹灵敏度指标的动态无功优化配置方法。IEEE39节点系统算例和广东电网某区域220 kV网络算例的仿真结果验证了改进指标的有效性。最后,应用改进后的方法对南方电网"西电东送"交流通道的动态无功优化配置问题进行了研究。     

基于广域轨迹信息的多机系统暂态不稳定性快速预测方法

广域动态信息系统的建设和同步相量测量技术的发展为实时监视和预测电力系统暂态稳定性奠定了物质基础,采用广域动态轨迹信息协调决策全网紧急控制措施的实施会大大提高控制措施的正确性和有效性。文章提出了一种基于轨迹几何特征识别多机系统暂态不稳定性的方法,并利用结构保持模型下的暂态能量函数分析了所提方法的正确性。算例结果表明该方法具有较高的可靠性和较少的计算量,对系统模型参数有较强的鲁棒性,有望用作基于新一代广域测量系统(WAMS)的暂态稳定紧急控制的启动判据。     

以稳定指标灵敏度确定发电机有功功率输出极限

轨迹灵敏度提供了将轨迹变化定量化的方法,可揭示由参数或初始条件的微小改变所导致的动态轨迹的变化程度,并能用来探究参数空间的轨迹特征。轨迹分析法是电力系统暂态稳定分析的有效方法,能定量给出反映稳定程度的稳定指标和不稳定指标。文章基于轨迹分析法和轨迹灵敏度提出了一种稳定指标灵敏度计算方法用于估计发电机有功功率输出极限。应用此方法进行了案例研究,把稳定指标灵敏度应用到IEEE-39母线系统,与相应的仿真结果比较而言,所得的结果是令人满意的。     

直流偏磁影响下继电保护的误拒动机理分析及对策研究

偏磁电流经变压器中性点入侵电力系统后,线路CT将发生一定程度的饱和,影响二次系统的测量、控制等环节,严重时甚至会诱发系统继电保护的误拒动,对电力系统的安全稳定运行造成严重威胁。为此,提出了一种基于相空间轨迹识别的继电保护改进方案。首先,分析直流偏磁对保护用CT的不利影响。在此基础上,以线路保护与变压器保护为例,揭示直流偏磁影响下继电保护的失效机理。进一步地,利用相空间轨迹不受时域饱和影响的特点,提出了一种基于相空间轨迹识别的继电保护改进方案,使得所提方案能有效应对CT饱和导致的保护失效难题。最后,以典型保护失效场景为例,对比传统方法与所提改进方案的保护动作情况,验证了所提方案的有效性及优越性。