风电场系统电压稳定性研究

推导和建立了风电场3节点系统的ODE模型,运用基于MATLAB的数值分岔分析软件MATCONT对风电场系统电压稳定性进行分岔分析,研究分岔现象并求取鞍结分岔点。     

考虑负荷静态电压特性的重负荷节点静态电压稳定分析

首先从理论上论述了负荷静态电压特性对静态电压稳定的影响作用。在功率供求关系紧张状态下,电压稳定临界区域电压陡降时负荷静态电压特性影响显著,应计及阻抗负荷和恒电流负荷对静态电压稳定的作用,使用综合负荷进行计算。同时,接近分岔点时采用负荷导纳描述负荷功率需求,使用负荷导纳模型法计算电压稳定极限值及PV曲线下半部分的值。对IEEE30节点系统进行仿真计算分析,结果证明了所提出方法的有效性,同时快速性和精确性得到了保证。     

负荷随机扰动对电力系统电压稳定性的影响

运用非线性分岔理论与特征分析法对一个经典3节点电力系统的电压稳定性进行了详细分析.通过逐步增大系统参数Q1,求取系统方程平衡点的雅可比矩阵的特征根,结合特征分析法判定系统的稳定性态,得到了系统运行的2个稳定区间.在此基础上考虑负荷的随机性建立了该系统的随机模型--一个4维随机微分方程组,并运用随机欧拉法对该随机微分方程组进行了数值仿真计算.数值结果表明,当系统运行在稳定边界的一个小邻域内时,负荷的随机扰动造成随机的小幅正向或负向累积,使得系统突然失去电压稳定,失稳模式既可能为霍普夫型,也可能为鞍结型.     

考虑极限诱导分岔的静态电压稳定域

随着高比例可再生能源在电力系统中的广泛应用,可再生能源的波动性和随机性对电力系统静态电压稳定评估带来挑战,电力系统静态电压稳定域（static voltage stability region,SVSR）可以全面分析和监测电力系统电压稳定性,其关键是快速准确地构建稳定域边界。针对传统连续潮流法和非线性规划法计算量大的问题,提出一种基于SVSR边界拓扑性质的SVSR边界构建优化模型,根据边界连续且光滑的性质,由已知边界点通过预测-校正方法直接计算相邻边界点。在此模型基础上提出一种极限诱导分岔识别方法,构建考虑极限诱导分岔的SVSR边界。最后通过算例分析验证了所提方法的可行性和准确性。     

计及负荷静态特性的在线电压稳定性研究

电压稳定已经被称为负荷稳定,为了研究负荷特性对电压稳定问题的影响,对一种负荷模型下的在线电压稳定性问题进行了研究。提出了一种基于时间断面上的局部等效方法,在所要研究的节点处,把电力网络局部等效成两节点系统,利用PMU测得的电压和电流相量,求出局部等效模型的参数。采用静态ZIP模型导出节点电压稳定指标表达式,可以较好评估系统的静态电压稳定性。通过对标准系统的测试,表明此方法得到的指标线性度更好,精度更高。     

鞍结分岔与极限诱导分岔的电压稳定性评估

提出了一个改进的约束优化方法来计算电压稳定性评估指标——负荷裕度，并以此来评估新型的电压崩溃现象——极限诱导分岔和传统的鞍结分岔。为了和现有的一些电压评估算法保持一致性，发电机无功极限约束被引进到了优化问题的约束条件中，并以此来判定无功，电压约束转换点和判断系统的电压崩溃类型。针对不同的系统模型，文中给出了各个系统的电压崩溃类型和负荷裕度。算法的有效性通过IEEE30，57，118母线系统、西日本（West-J）27母线系统和1个1047母线系统模型的仿真的得到了验证。该方法可有效地应用于电力系统电压稳定分析与评估领域。     

计及感应电动机负荷的静态电压稳定性分析

该文建立计及感应电动机机电暂态过程的单负荷无穷大系统的小干扰电压稳定分析数学模型，分析了感应电动机负荷参数变化对小干扰电压稳定性的影响。以简单系统为例，说明了基于潮流模型的静态电压稳定指标的共同物理本质，文中通过不同感应电动机负荷参数的小干扰稳定分析和时域仿真，对基于潮流模型的静态电压稳定指标进行了准确性分析。分析结果表明：以前基于潮流模型的静态电压稳定指标忽略了电力系统的动态负荷因素，其指标认为是电压稳定的系统却可能发生电压失稳，因此，基于潮流模型的静态电压稳定指标是不准确的。该文提出的小干扰电压稳定分析数学模型是电压稳定的一种简化分析，在实时等值系统的基础上具有在线应用的前景。     

负荷模型与静态电压稳定性研究

通过系统供应侧和负荷侧的U-I特性分析,得出了利用供应侧和负荷侧特性曲线的斜率比较来判定节点静态电压稳定性的方法,进而利用该方法分析了多项式负荷模型与节点静态电压稳定性之间的关系,推导出了适合于多项式负荷模型的节点静态电压稳定性的判别公式.该方法简单快速,并可直接应用于实时在线电压稳定分析,实例验证了该方法的正确性.     

负荷模型与静态电压稳定性研究

通过系统供应侧和负荷侧的U-I特性分析,得出了利用供应侧和负荷侧特性曲线的斜率比较来判定节点静态电压稳定性的方法,进而利用该方法分析了多项式负荷模型与节点静态电压稳定性之间的关系,推导出了适合于多项式负荷模型的节点静态电压稳定性的判别公式。该方法简单快速,并可直接应用于实时在线电压稳定分析,实例验证了该方法的正确性。     

SVC控制引起的电压振荡失稳研究

在发生电压崩溃的单机-动态负荷系统中，采用传统SVC控制器（静止无功补偿器）提高其电压稳定性：研究表明SVC控制可以延迟系统鞍结分岔点，大大提高系统电压稳定性。但新状态变量的引入改变了系统特性，使得系统在发生鞍结分岔之前，先经历一个Hopf分岔。时域仿真表明，此Hopf分岔诱导系统发生振荡型电压失稳，系统的负荷极限由Hopf分岔参数决定。因此，在使用FACTS控制器提高系统电压稳定性时，要详细考虑其对系统中各种分岔的影响，综合优化控制器的设计和安装。     

负荷特性对静态电压稳定性的影响

对静态负荷模型和潮流雅可比矩阵的结构和特点进行了分析,研究表明计及负荷特性后将改变潮流雅可比矩阵的特征值,从而影响了系统的静态电压稳定性。经过仿真计算分析,指出根据P—V曲线拐点或常规潮流雅可比矩阵的奇异性来判断系统的电压稳定性,则所得的结果既可能保守,也可能冒进。建议在对系统的分析研究中应重视负荷模型对系统稳定的影响并尽量采用符合实际情况的负荷模型。     

基于静态电压稳定性指标的等价性研究

基于连续潮流分析方法,依据三种电压稳定指标(V-Q灵敏度、模态分析母线参与因子及负荷裕度灵敏度),在电力系统电压稳定崩溃点时的数量大小,识别对电压稳定有重要影响的负荷节点,找出这三种指标的等价性关系。利用上述方法对IEEE14节点算例系统和新英格兰10机39节点算例系统进行了分析,理论和算例都说明了在电压崩溃点处V-Q灵敏度、参与因子指标及负荷裕度灵敏度指标是互相吻合的。     

一种基于V-I特性的节点电压稳定快速判断方法

将简单系统基于V-I特性的电压稳定判别法成功地应用于复杂系统,推导出了判断负荷节点静态电压稳定性的公式.只需对系统进行两次常规潮流计算,即可根据公式迅速判断系统每一个节点的电压稳定性,同时计算出各个节点的电压稳定裕度.该方法简单、快速,可用于实时在线判断电压稳定性、确定系统的薄弱节点和薄弱区域,为分析控制电压稳定提供指导.系统算例验证了该方法的有效性.     

一种基于V-I特性的节点电压稳定快速判断方法

将简单系统基于V-I特性的电压稳定判别法成功地应用于复杂系统,推导出了判断负荷节点静态电压稳定性的公式。只需对系统进行两次常规潮流计算,即可根据公式迅速判断系统每一个节点的电压稳定性,同时计算出各个节点的电压稳定裕度。该方法简单、快速,可用于实时在线判断电压稳定性、确定系统的薄弱节点和薄弱区域,为分析控制电压稳定提供指导。系统算例验证了该方法的有效性。     

考虑分级电压控制作用的静态电压稳定裕度计算

提出了一种分级电压控制条件下静态电压稳定裕度的计算模型,所计算出的稳定裕度代表一次三次电压控制周期内系统由初始点到达临界点所能增加的最大负荷.该模型通过引入先导节点电压和区域无功水平的相关等式约束来反映分级电压控制作用,并引入互补约束来处理由发电机无功出力达到极限所引起的发电机节点与先导节点的节点类型转换问题.对该模型运用预测校正原对偶内点法求解,分别计算了IEEE 39节点系统在三种负荷增长模式下实施分级电压控制前后的稳定裕度,并分析了实施分级电压控制的一种特定情况下临界点时系统各先导节点的状况,计算分析结果表明了该模型的合理性.     

基于负荷裕度的在线电压稳定指标

提出了一种基于PMU同步测量数据的负荷节点有功极限和无功极限快速计算方法,在此基础上分别给出电压崩渍的有功裕度指标和无功裕度指标.该方法基于系统的当前运行点,采用π型电路模型对复杂网络进行在线参数辨识,在此基础上推导了负荷的有功裕度和无功裕度的快速计算方法,然后采用基于节点功率的电压稳定指标进行电压稳定判别.该方法能明确区分是由于有功过载还是无功缺乏所引起的电压失稳,并且具有良好的单调性和线性,能够为电压稳定的在线控制提供准确的参考依据.在IEEE 118节点系统中的仿真证明了该方法的有效性.     

静态电压稳定预防控制的风险评估

考虑到电力系统运行状态的不确定性对静态电压稳定预防控制的影响,提出了静态电压稳定预防控制的风险评估方法。该方法首先根据关键预想故障发生的概率及其严重性确定出不同的关键预想故障集合;然后针对各故障集合建立了具有全二次特点的静态电压稳定预防控制优化模型,得到相应的预防控制策略;最后对实施不同控制策略后的系统进行静态电压稳定风险评估,根据静态电压稳定风险指标以及预防控制代价确定出合理的预防控制策略。IEEE 14节点系统的仿真分析表明了所提方法的正确性和有效性。     

功率型负荷的调压控制方式对负荷端电压稳定的影响

随着现代电力系统所涉及的自动控制、电力电子技术方面大功率负荷的日益增多,负荷特性多表现为功率形式从而使负荷特性呈现出与早期电力系统阻抗型负荷或电压源型负荷所不同的特点.运用交流电路运行基本规律,分析了功率型负荷的运行特性,指出对于功率型负荷,采用传统的调节送端电压以稳定受端电压的常规控制方式可能导致受端电压失稳.讨论了在不同负荷特性下,如何维持受端电压稳定.