基于同步相量测量的实时电压稳定分析方法

提出了一种基于同步相量测量的实时电压稳定分析方法.该算法利用局部同步相量测量信息就地进行实时在线参数辨识,在辨识后的2节点等值系统和静态负荷模型的基础上,根据一种节点电压稳定性指标实时进行电压稳定性估计.该方法基于π型支路模型和静态负荷参数模型,辨识局部2节点等值系统,可以更好地反映线路的无功特性以及负荷参数的变化.最后,结合新英格兰39节点系统的仿真结果,对不同等值系统模型及负荷模型进行对比,结果表明所提出的方法能提供更加精确的电压稳定估计指标,验证了该方法的可行性.     

基于戴维南等值模型的静稳极限在线监视

基于实时测量信息的戴维南等值方法,为多机系统输电通道静稳极限在线监视提供了新的研究思路。本文结合电力系统实际运行状态的特点,通过分析戴维南等值方法的适用条件,提出一种内电势相角可变的戴维南等值模型,并使用具有可变遗忘因子的改进递推最小二乘法在线辨识戴维南等值参数,从而将多机系统等值成双机系统;利用等值后的双机系统快速求取输电通道的静稳极限;借助输电通道静稳极限的求取思路,文中也给出了在线监视多机系统静态稳定水平分布的方法。对IEEE39节点系统进行仿真,仿真结果表明本文计算方法能够较好地辨识戴维南等值参数,可有效估计输电通道的静态稳定性。     

采用自适应在线模型辨识的微电网二次调频策略

各种模型未知的商业变流器的接入、供电及负荷设备的频繁投切以及网络结构的变化导致微电网系统模型具有不确定性和时变性的特点.针对基于传统比例-积分控制和采用参数化预测模型的模型预测控制等微电网二次调频策略存在的系统机理建模复杂、在线更新困难、定阶非机理建模难以适应全工况建模需求以及参数化预测模型求解复杂等问题,提出了基于自适应在线模型辨识的动态矩阵控制(DMC)二次调频策略.该策略由两部分构成:第1部分为自适应模型辨识,该部分将赤池信息准则模型阶次寻优方法和遗忘因子递推最小二乘法结合起来,实现对微电网等值最优模型的辨识;在第2部分DMC二次频率调节策略中,利用已获取的微电网等值最优模型来实时更新DMC二次调频算法的预测模型,通过滚动优化控制快速恢复系统频率.最后,在MATLAB/Simulink仿真平台搭建微电网仿真算例,验证了所提辨识方法和频率控制策略的正确性和有效性.     

区域小水电机群动态等值建模方法研究

在对含小水电机群的电网进行分析时,若要研究小水电机群整体的动态特性,采用包含每台小水电机组模型的详细模型并不方便。实用的方法是先对小水电机群进行等值建模,再在等值模型的基础上进行各种分析。提出了一种区域小水电机群动态等值建模方法,该方法以同调等值为基础,对参数聚合、网络化简等环节加以改进,可以快速得到区域小水电机群的动态等值模型。基于该方法对IEEE 10机39节点系统和湖北恩施地区小水电机群进行动态等值建模,仿真结果证明了所提等值建模方法的有效性。在此基础上,通过进一步仿真分析了等值负荷对于动态特性的影响,为区域发电机群在线动态等值建模奠定了基础。     

基于轨迹几何特征的暂态不稳定识别

提出一种基于实时测量的暂态不稳定在线识别方法,其能够用于触发某一类离散紧急控制措施。该方法通过在每一采样时刻观测等值系统故障后轨迹的几何特性,提前判别系统的稳定性,预测系统稳定性的最佳模式在每一采样时刻动态决定并刷新。与以往扩展等面积准则不同,该方法无需计算等值系统的不稳定平衡点,能够克服在静态扩展等面积法则中使用的一些假设限制。使用IEEE 50机测试系统算例证明了该方法对于识别复杂区间同步失稳问题的可靠性和有效性。     

基于PMU测量数据的改进型戴维南等值参数递推估计算法

研究快速获得电力系统戴维南等值参数,实现对指定节点的电压在线监测,提出一种利用微分变量反应参数变化的改进型戴维南等值参数递推估计算法,并推导出参数计算的表达式。根据电网节点电压电流相量特性,基于PMU测量数据计算出电网侧等值阻抗,将其作为该算法的启动初值。具有结构简单,计算量小的特点。经IEEE14节点系统算例仿真验证,能够快速有效的在线实时跟踪戴维南等值参数,并可广泛应用在实际电网中。     

基于轨迹灵敏度的动态等值模型参数分类优化方法

电力系统动态等值模型必然存在一定误差,边界联络线功率对等值模型参数的轨迹灵敏度揭示了等值模型误差与模型参数之间的量化联系,可据此优化等值模型参数。为此,提出了基于轨迹灵敏度的动态等值模型参数分类优化方法。首先,介绍了轨迹灵敏度及其计算方法;然后,讨论了考虑综合负荷的电力系统动态等值模型的一般结构,根据不同参数轨迹灵敏度的特点,将模型主导参数划分为静态、动态主导参数进行分类优化;最后,将算法应用于IEEE10机39母线算例系统,对等值模型中的虚拟阻抗、惯性时间常数、定子电抗及转子电阻等参数进行了优化。仿真结果表明,该方法能有效提高等值模型精度,且所需计算量小,优化速度快,具有良好的应用前景。     

基于附加虚拟阻抗和蚁群优化算法的动态等效模型在线修正方法

提出基于虚拟阻抗的动态等效模型在线修正方法。首先,指出等值过程中不合理的聚类算法、对时变系统的定常化假设是误差主要来源。接着,提出通过等效模型的在线修正以克服系统时变性所导致的误差。由于等效模型可调参数过多,难以对所有参数进行调整。为此,在等效发电机、等效电动机节点引入附加虚拟阻抗,应用蚁群优化算法进行调节,以实现边界点最佳功率匹配,并利用广域测量系统(wide area measurement system,WAMS)提供的实测数据对动态等效模型进行定时修正。最后,IEEE 10机39母线系统的等值计算结果表明：算法较好地改进了动态等效模型的静态精度与暂态精度,提高了模型的强壮性。     

舰船电力系统发电单元时域聚合方法

根据现有等值方法,提出了一种改进的、适合舰船电力系统特点的在线动态等值方法。该等值方法在对发电单元进行聚合时,发电机、励磁系统、调速器都保留原有模型结构。根据舰船电力系统特点,发电机采用考虑次暂态的六阶模型,给出了基于六阶发电机模型的参数计算公式和聚合的一般步骤。在计算等值模型的参数时,采用了时域的非迭代代数运算,减少了运算时间。在对某一实际包含12台发电机的舰船电力系统进行建模等值时,应用该方法,给出了等值参数及在PSCAD/EMTDC仿真环境中的动态响应曲线。验证了该等值聚合方法的有效性。     

基于循环神经网络的动态等值模型辨识

为了在系统稳定计算分析中简化和减小计算难度,用动态等值作为一种建模方法提出了一种基于循环神经网络的电力系统动态等值法并结合串并联辨识结构将其用于等值后模型的辨识。这种方法不需要预先建立确定的动态模型,仅靠边界节点的测量数据。循环神经网络的权值和结构决定了被等值外部模型的参数和结构。对IEEE的39节点进行的仿真结果表明了该方法能够捕捉原始系统的动态特性,有较高的精确性。     

基于PMU计及动态过程的电压在线评估

提出基于相量测量装置的电力系统在线等效算法.该方法考虑系统等效参数及负荷变化对电压的影响,克服了传统两点潮流法假设小扰动前后系统等效参数不变的缺点及等效参数的漂移问题.在此基础上,利用等效参数判断与电压临界点的距离,提出节点的负荷裕度指标,包括电压稳定裕度和警戒裕度,该指标直观、快速反映当前运行点的负荷水平,为电压在线控制提供依据.将系统中所有负荷节点指标相比较,可找出薄弱节点.在IEEE14节点系统上进行数值仿真,验证了该方法的正确性及有效性.     

Evaluation of transient stability limit using a transient time margin sensitivity approach

This paper addresses the issue of how to evaluate transient stability limit using a transient time margin (TTM) approach and the sensitivity of this margin to key system variables such as generation and load. This allows fast control decisions to be assessed for a power system on-line control purpose. The difference between fault clearing time and critical fault clearing time, called the TTM, is proposed as a transient stability index. The single machine equivalent system (SMES) is employed to represent the TTM as a function of system parameters such as plant generation and load, and the sensitivity of the TTM to these parameters is found. The generation or load changes that can be made while preserving stability, or the changes that are needed to restore stability in dynamically insecure systems, are next derived from this sensitivity. Test results for several real size test power systems show that the proposed approach is feasible and promising for on-line control application.     

电力系统暂态稳定性实时预测与控制

利用外部实时同步测量的思想和能量原理,提出一种电力系统暂态稳定性实时预测方法,并在此基础上提出了暂态稳定紧急控制的方法。该预测和控制方法简单．概念清楚,无需要预先知道系统的网络结构和参数,计算速度快,能准确反映系统的真实运行情况,适于在线应用。     

计及感应电动机负荷的电力系统在线电压稳定指标

在任意时间断面上可以从某一负荷母线向系统看进去，将整个系统等值为一个电压源经输电线路向所研究的负荷母线供电的两节点系统，在此基础上计及动态感应电动机负荷，提出了负荷母线在线小干扰电压稳定指标。利用实时等值得到的系统等值电势和阻抗，经过简单的计算，可以得到被监测负荷母线的电压稳定指标。将系统中所有负荷母线的最小指标值作为该系统的电压稳定指标，该最小值所对应的母线为系统中的最薄弱母线。系统电压稳定指标与临界值0之间的距离反映了系统的电压稳定裕度。EPRI-36系统的数值仿真结果验证了该指标的有效性和准确性。所提出的指标克服了以往在线应用中基于潮流模型指标的不准确性问题，计算量小，适合于电力系统在线电压稳定分析与监测。     

电网戴维南等值参数的快速计算

提出一种电网在基态和N-1状态下戴维南等值参数的快速计算方法,并在此基础上对负荷节点进行电压稳定分析。通过推导的非线性方程组,运用电网基态和N-1状态下的节点电压和电压灵敏度的数值,可求得2种状态下的戴维南等值参数。不同于两点潮流或其他多点潮流方法,该方法只需要给定运行点的节点电压和节点电压灵敏度数据,计算简单快速。利用求得的等值参数可求得该节点的阻抗模指标和最小奇异值来快速分析负荷节点的电压稳定性。IEEE14和IEEE118节点系统的计算仿真验证此方法的正确性和实用性。     

基于广域量测的电压稳定在线监测方法

利用电压稳定在线监测系统进行在线预警,是电压稳定在线监控系统的重要组成部分。该文根据单电源简单传输系统模型,提出一种在线监测静态电压稳定性的负荷裕度指标,它可准确地反映节点的负荷裕度,能给出运行点是否位于系统PV曲线上半支或下半支的信息。对多机系统中的负荷节点及联络节点构造单电源功率传输等值系统,等值电源的电压幅值能基本保持恒定;利用广域量测系统,测量计算单电源功率传输等值系统参数及负荷裕度指标。在改进的IEEE 50机测试系统上仿真表明,提出的电压稳定在线监测方法能很好地反映负荷裕度,捕捉到电压稳定薄弱母线。     

电力系统在线暂态稳定分析方法

提出了一种电力系统在线暂态稳定分析方法。结合故障时域仿真,建立了一个2维1阶微分方程组。该微分方程组描述了相点在一维坐标轴上的运动,可用于观察电力系统的功角稳定性。在此基础上提出的功角稳定判据可以方便地判断电力系统的功角稳定性。该方法有效地简化了暂态稳定分析过程,且避免了因功角差阈值选取不当造成误判的问题。文中还研究了针对相点运动构造的能量函数,利用故障后的最小动能定义了描述故障严重程度的稳定指标。2007年华北电网的算例说明了上述方法的有效性。     

基于WAMS的电力系统暂态稳定预测

通过分析速度控制系统的模型得到功角的变化趋势,以广域测量系统实时量测的功角为基础,采用三角函数组合算法,预测电力系统故障后发电机的功角变化,以预测电力系统暂态稳定性。在预测算法中,采用非线性最小二乘法计算三角函数系数,以线性化和线性最小二乘法计算求解包络线方程,提高了计算的精度。本文提出一个快速判断暂态稳定的指标。在EPRI鄄36节点系统上的仿真结果验证了该方法的有效性。     

An Improved On-line Contingency Screening for Power System Transient Stability Assessment

This paper presents a contingency screening method and a framework for its on-line implementation. The proposed method carries out contingency screening and on-line stability assessment with respect to first-swing transient stability. For that purpose, it utilizes the single machine equivalent method and aims at improving the prior developed contingency screening approaches. In order to determine vulnerability of the system with respect to a particular contingency, only one time-domain simulation needs to be performed. An early stop criteria is proposed so that in a majority of the cases the simulation can be terminated after a few hundred milliseconds of simulated system response. The method’s outcome is an assessment of the system’s stability and a classification of each considered contingency. The contingencies are categorized by exploiting parameters of an equivalent one machine infinite bus system. A novel island detection approach, appropriate for an on-line application since it utilizes efficient algorithms from graph theory and enables stability assessment of individual islands, is also introduced. The New England and New York system as well as the large-scale model of the Continental-European interconnected system are used to test the proposed method with respect to assessment accuracy and computation time.