功率大扰动下电压稳定域的研究

电力系统的在线安全监控中，电压稳定域的研究具有重要的意义。在完整考虑各种重要动态机制的基础上，针对功率扰动的情况，对分接头位置和母线电压空间中的电压稳定域和复功率注入空间中的电压稳定域分别进行了研究，在上述空间中分别刻画出了电压稳定域的边界,所研究的时间框架涵盖了电压稳定的暂态与中期的过程。通过大量仿真研究得到了关于电压稳定域边界的一些规律性认识，提出了关于临界功率扰动向量的事实，即可以把各台变压器分接头分别锁定在任一既定位置上，通过仿真来寻找临界功率扰动向量。该经验律的发现可以大大减少注入功率空间中电压稳定临界点搜寻方案组合的数目。同时还发现，注入功率空间中临界功率扰动向量的集合可以使用超平面近似表示，这一结果对电力系统的在线安全监控具有重要的应用价值。     

基于割集功率空间上的静态电压稳定域局部可视化方法

提出了一种新型快速的割集功率空间上电压稳定域边界局部近似算法，以用于实现静态电压稳定域的可视化。该算法首先在电力系统状态空间上推导出求解电压稳定域边界局部的线性方程组，利用该方程组可快速地求解出状态空间上的一组近似电压稳定域边界点；然后通过潮流方程将边界映射到割集功率空间上，解决了电压稳定域可视化的降维问题。在此基础上，可利用最小二乘法拟合出割集功率空间上的一个超平面，用以近似地表达电压稳定域边界。IEEE118节点系统算例结果表明，该方法能在割集功率空间上以较小的误差快速地近似表达出电压稳定域边界的局部；算法对于实现电压稳定域的在线计算及可视化具有一定的实用价值。     

静态电压稳定域边界的二次近似分析

提出基于隐函数求导法的注入空间静态电压稳定域和实用静态电压稳定域边界的二次近似算法。与现有的电压稳定域边界的线性近似方法相比,该方法能在大范围内更加精确地逼近稳定域边界,并能确定电压稳定域边界的凸凹性。进一步,利用状态变量对于参数变量的二次偏导数,给出线路空间中稳定域边界二次近似的解析表达式,进而得到割集空间中电压稳定域边界二次近似的解析表达式。据此可实现静态电压稳定域的可视化,并可指导电力系统的安全运行。IEEE-9和IEEE-39 节点系统仿真验证了所提出算法的有效性。     

电力系统电压稳定域的局部可视化描述及其应用

该文推导出电力系统静态电压稳定域边界的切平面表达式,可在发电机注入空间中对电压稳定域边界的局部进行二维或三维图形可视化.运行人员任意选定2台或3台参与有功调度的发电机,即可在所选发电机注入空间中迅速得到静态电压稳定域边界的近似局部.在可视化过程中,为了对发电机注入空间降维,文中还提出了一种寻找对系统电压稳定域边界影响较大的敏感发电机节点的方法.由于利用文中方法只需通过一次连续性潮流计算即可获得稳定域边界上的切平面,使得稳定域的在线计算及可视化成为可能.     

静态电压稳定域边界的切平面分析

提出了基于全参数空间的静态电压稳定域的2种切平面计算方法：特征向量法和隐函数求导法。2种方法均可考虑各种因素对于电压稳定域的影响。其中隐函数求导法还能够计算状态变量对于独立参数变量的偏导数。在此基础上,建立了从功率注入空间到线路传输功率空间的映射关系,可以解析求出割集功率空阎电压稳定域的超平面近似表达式,从而避免了现有数据拟合算法的局限性,提高了计算速度。此外,文中考虑电力系统运行限制对于电压稳定的影响,提出了实用电压稳定域的概念,并计算了相应的切平面。进一步在电压静态稳定域切平面分析的基础上,提出了3类电压稳定指标,有利于综合评估系统电压稳定水平。IEEE9和IEEE39节点系统的仿真分析表明,所提出的电压静态稳定域的切平面分析法可准确评估系统的电压稳定水平,为电力系统的安全运行提供了决策依据。     

电力系统注入空间静态电压稳定域边界的实用表达式

电力系统注入空间上的静态电压稳定域(SVSR)是近年发展起来的一种有效的电压安全监控手段，对其边界的准确表达和快速求取是SVSR实用化的重要保证。该文推导了单机单负荷系统SVSR边界的解析表达式，在其启发下，通过将系统静态电压稳定临界条件做Taylor级数展开，给出了一种注入空间中SVSR边界的二次近似解析表达形式；基于模态分析，提出了选择系统关键节点的方法，以实现注入空间的有效降维。最后，通过IEEE14节点、57节点系统和EPRI1000节点测试系统的算例对文中方法的有效性进行了验证，结果表明：当发电与负荷大范围变动时，在不同运行条件下估计注入空间SVSR边界的误差均在3％以下。     

基于安全域的含风电电力系统概率小扰动稳定分析

计算了注入空间上含双馈感应发电机(DFIG)的电力系统小扰动稳定域。通过大量仿真计算发现,在工程关心的范围内,含DFIG的电力系统小扰动稳定域边界仍可以用超平面进行拟合。在此基础上,将安全域方法应用于含DFIG电力系统的概率小扰动稳定分析,代替传统方法中广泛采用的特征值分析方法。计算结果表明,考虑发电注入与负荷不确定性时,所提出的方法计算精度满足工程应用要求,并且可以有效降低概率小扰动稳定分析的计算负担。     

电压稳定临界域的描述及在线近似确定

广域测量技术的发展和应用为电力系统电压稳定监视奠定了基础。在此引入负荷阻抗角建立了新的电压稳定临界域的描述即电压表示形式和功率表示形式,并建立了电压稳定域。利用广域测量技术对节点戴维南等值参数的在线估计实现了对静态电压稳定临界域的在线确定,间接地避免了潮流计算中Jacobi矩阵在临界点奇异而带来的不收敛问题,弥补了传统方法在线应用中存在的系统规模大、非线性模型不准确、数据多且更新不及时、速度慢等缺陷。通过仿真计算表明提出的方法可行,可在线快速确定电压稳定临界域。     

无功补偿对静态电压稳定的影响

基于对临界电压和临界功率在静态电压稳定极限的作用的分析，本文提出以系统或节点所能承受负荷功率变化的能力来衡量无功率补偿对电压稳定作用的观点．从而得出无功补偿有利于系统电压稳定的结论，文章特别讨论了并联电容器的作用，指出当并联电容器用作无功补偿的同时增大节点负荷的无功注入时，其结果会导致潮流方程雅可比矩阵的奇异点及其对应的最小模特征值过零点与极限功率的临界点可能不一致，但它只会影响潮流的收敛性．在总注入不变前提下并不影响系统的静态电压稳定极限，然而从负荷角度来讲它抗拒扰动的能力加强了，因而并联电容对电压稳定是有利的．     

有载调压变压器影响电压稳定性的仿真研究

利用中长期电压稳定时域仿真程序,计算分析有载调压变压器分接头调整对电力系统电压稳定性的影响。研究了有载调压变压器分接头的调节作用对变压器一、二次侧电压的影响与恒阻抗负荷、恒电流负荷、恒功率负荷以及电动机负荷等不同的负荷类型的关系。对于恒阻抗和恒电流型负荷,在变比上调恢复副边电压的情况下,负荷功率恢复,又使原边电压下降,可使系统功率失去平衡;而对于恒功率负荷和电动机负荷,OLTC的变化不会引起负荷功率的恢复,OLTC的变化对系统电压稳定有利;同时研究了对于一般电压敏感和具有动态恢复特性的负荷,反调分接头对电压稳定性的影响。最后提出了分接头调节的策略。     

电力系统电压稳定性分析综述

电力系统电压稳定性是电力工程界的研究热点之一。首先介绍了分岔理论在电压稳定性分析中的应用。其次,给出了电压稳定分析中常用的静态指标,阐述了各指标的特点。最后,介绍动态电压分析方法,并对电压稳定性分析进行展望。     

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。     

含风电场的系统电压稳定性研究

介绍了含DFIG的风电场模型的等值以及电压稳定性分析的方法,分别从静态和暂态方面分析了含风电场的系统电压稳定性,并指出了影响因素,为改善系统电压稳定性指出了方向。     

基于节点静态电压崩溃概率的电压稳定指标研究

通过对节点静态电压变化模型的分析,提出一种考虑有功与无功相对制约关系及功率因数变化的电压稳定静态指标模型,IEEE30节点系统的仿真结果表明该指标能更敏感地识别出系统的薄弱节点,为静态电压稳定的预防控制提供参考,具有计算量小、速度快、灵敏度高等优点。     

Combination of Reactive Current Droop Compensation and Line Drop Compensation for Improving Voltage Stability

Recent events related to power system failure have shown that voltage collapse can be a cause of widespread outages.The thrust of this paper is to discuss and establish means of mitigating system voltage instability by using a combination of both reactive current droop compensation and line drop compensation.It is shown that the point that the voltage regulator controls can be defined by a new method which is based on a widely accepted voltage stability analysis tool.This tool can be used to determine which generators will have an impact on the maximum permissible loading of a bus.Dynamic analysis was carried out on the CIGRE Nordic test system to study the impact of control point location on time to collapse and it is shown that the new scheme can improve the voltage stability.     

考虑电压稳定约束的无功规划研究综述

随着电力市场进程的加快,系统运行不断逼近极限,电压稳定已成为影响系统安全的焦点问题,而合理的无功规划对保持系统电压稳定具有重要意义。首先解释了考虑电压稳定约束的无功规划基本概念,接着对目前基于静态和动态电压稳定约束的无功规划模型和求解方法进行总结与评述,提出了该领域需要深入研究的五个关键问题,强调了考虑安全性和经济性的无功规划是当前该领域的发展趋势,最后指出了建立基于动态电压稳定裕度的无功规划模型是避免系统电压崩溃的关键。     

一种实用的静态电压稳定判据

本文给出一种静态电压稳定性分析的新方法。首先,推导出实用的静态电压稳定判据,并能够直接求出静态坟稳定临界值。其次,定义了新的静态电压稳定裕度参量及确定电压稳定临界域。实例表明该方法具有实用、简捷的特点。     

基于局部电压稳定指标的裕度灵敏度分析及应用

提出一种基于局部电压稳定指标的裕度灵敏度分析新方法。以局部电压稳定指标为基础推导出负荷节点电压稳定裕度,该裕度具有确定的上、下界,且不受负荷增长方式影响;利用负荷节点电压稳定裕度有效识别了系统电压弱节点和弱节点集合;定义局部电压稳定指标的裕度灵敏度,确定与弱节点集合强相关的负荷节点,分析弱节点集合邻域节点无功波动对弱节点集合电压影响程度;最后将所提方法应用于系统无功补偿装置配置中,典型系统的仿真结果证明了所提方法的可行性和有效性。     

配电网电压稳定性研究

基于配电网潮流解的存在性,提出了一种能够反映负荷分布与电压稳定性关系的电压稳定判据,即第一类电压稳定判据,指出了第一类电压稳定判据是配电网电压稳定的必要条件但不是充分条件,定义了配电网电压稳定裕度和电压抗扰动安全距离等指标,分析了基于负荷–电压特性的第二类配电网电压稳定判据存在的问题,得出了配电网电压稳定应该满足2类电压稳定判据的结论。仿真计算结果验证了上述分析的正确性,说明上述电压稳定指标确实可以反映配电网的电压稳定性与抗扰动能力。