基于改进支路暂态能量函数的风电并网暂态最优切机控制

大规模风电接入比例的增加对电力系统暂态稳定性造成了影响,因此在风电并网系统的紧急控制中必须考虑风电切机措施。首先分析了双馈式感应发电机(DFIG)的暂态运行特性;然后运用改进支路暂态能量函数法分析了DFIG和传统火力发电机切机效果的差异性。结果表明在风电并网系统的紧急控制中应考虑风电和火电机组切机比例的配合。因此,提出一种考虑风力发电机的最优切机决策模型和一种实用化解法,合理选择最优的风火电切机比例,改善系统恢复过程的特性,极大地提高了系统运行稳定性。通过某区域风电外送系统暂态切机算例验证了该方法高效可行。     

基于曲线拟合的电力系统紧急控制切机策略研究

切除发电机是电力系统中提高暂态稳定性的有效方法之一。针对电力系统暂态稳定控制中现有切机控制策略的不足,提出了一种紧急切机控制的曲线拟合切机策略。利用△P积分方法确定大扰动下的临界机群,根据故障后短时间内（0.1s）临界机组实际数据,计算发电机惯性中心坐标下的Pe-δ曲线,对其进行多项式最小二乘曲线拟合,预测临界机组能量变化曲线,预判系统稳定性及快速计算切机量。通过NewEngland10机39节点系统的应用说明算法的有效性。     

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。     

电力系统功角失稳自动切机搜索方法研究

本文针对电力系统暂态稳定仿真中,出现功角失稳后寻找最优切机的难题,提出了一种针对功角失稳的自动切机搜索方法,能够得到恢复系统稳定的极小切机组合。该方法基于发电机节点相角越大电气距离越远的规律,优先切除电气距离远的机组,更有利于保持电力系统的稳定性,通过迭代搜索,找到恢复电力系统稳定运行的极小切机容量。通过大量仿真验证了本文方法的正确性。     

基于切机指标的电力系统暂态风险评估

分析了电力系统暂态失稳的机理,提出了以切机作为手段的暂态稳定紧急控制策略,建立了故障类型、系统结构、负荷水平、故障分布、故障在线路的位置、故障切除时间等6个影响电力系统暂态稳定性的随机因素的概率分布模型,最后提出了考虑上述随机因素的暂态失稳风险评估算法.该算法以蒙特卡洛模拟为基础,以切机期望的方差系数作为抽样结束的判据.仿真结果表明切机期望作为系统风险衡量指标是合理的,负荷水平和故障切除时间对风险有明显影响,其他因素的影响很小.     

STATCOM控制的电力系统稳定性分析

基于哈密顿系统理论,将含有STATCOM的简单电力系统表示为标准的哈密顿系统,推导了该系统的哈密顿函数,并证明了所得到的哈密顿函数可作为判断系统稳定性的Lyapunov函数。根据该函数,提出了STATCOM控制的电力系统的暂态稳定分析新方法。对含有STATCOM控制的简单电力系统的数值仿真结果证实了这一方法的有效性。     

基于复杂网络理论的切机控制策略

基于复杂网络的同步化控制理论,提出了一种用于暂态功角稳定的切机控制策略计算方法。首先将电力系统状态矩阵的对角元定义为相应发电机的同步能力系数,以反映发电机与网络之间的耦合强度;其次分析了短路故障和切机控制措施对各发电机同步能力系数的影响,并提出了切机地点有效性指标。基于此指标,提出了一种切机控制策略的计算方法,即利用电力系统的线性化模型,确定最佳切机地点和切机量,再利用电力系统的非线性模型进行切机控制策略的可行性校核,从而实现电力系统的暂态功角稳定控制。IEEE-9节点和IEEE-39节点系统的仿真分析证明了算法的有效性。     

多机电力系统暂态稳定变结构控制

本文将变结构控制系统理论引入大规模电力系统暂态稳定控制,研究了大规模电力系统暂态稳定的变结构控制系统的滑动运动,构造了变结构控制函数和开关函数,提出并证明了大规模电力系统暂态稳定变结构控制系统滑动运动的存在性和稳定性定理,及系统的渐近稳定性定理。在理论研究的基础上,进行了考虑发电机调速系统和不考虑调速系统两种情况的模拟计算,并均得到了较好的结果。     

基于暂态能量函数线性规划法的切负荷算法

随着电力系统规模的不断扩大,系统的安全运行越来越受重视。当系统发生故障并清除后仍不能保证稳定运行,则需要切机切负荷。提出一种计算暂态稳定情况下的切负荷算法,为系统的安全评定提供新途径。该方法以电力系统暂态能量函数法为基础,运用线性规划理论快速计算线路的潮流极限,从而计算负荷点的切负荷量,大大降低了计算量。仿真结果证明了该方法的可行性。     

神经网络用于暂态稳定切机控制的研究

讨论了应用神经网络进行电力系统暂态稳定切机控制的方法、包括网络设计、特征量抽取以及样本的生成等，并将其成功应用于６机２２节点系统的实例作了介绍。     

异步联网送端系统紧急切机控制方法

在异步联网运行方式下,送、受端系统间相互支援能力弱,因直流紧急降功率所导致的送端系统频率稳定问题不容忽视。在分析系统频率特性的基础上,提出了具有预测性的送端系统紧急切机控制方法。该方法将依据B样条拟合曲面预测得到的系统暂态频率最大偏差作为紧急控制启动判据,实现在系统功率出现不平衡的前期就能准确启动切机控制,避免系统进入紧急状态;根据功率平衡控制原理和预测所得的暂态频率最大偏差求出紧急控制所需切机量,并依据电气距离确定机组切除顺序。以实际暂态频率最大偏差、频率到达稳态时间以及直流频率限制控制器(FLC)恢复至额定状态的时间为指标,与系统采用高频切机控制进行对比。通过算例验证了所提方法的有效性。     

考虑稳定控制措施的归一化能量函数在河南电网暂态稳定性评估中的应用

介绍考虑稳定控制措施后的归一化能量函数在河南电网暂态稳定性分析中的应用。通过归一化转子运动方程，定义了稳定控制措施投入后的归一化能量函数使之适用于在故障后系统惯性中心和运行发电机数目发生变化的情况下进行电力系统暂态稳定性评估，并在此基础上提出考虑稳定控制措施的稳定裕度分析策略。通过在河南省网暂态评估中的应用说明策略的有效性。     

面向大容量直流闭锁的暂态稳定紧急切机控制策略研究

在交直流混合系统中,大容量高压直流线路闭锁造成的永久性功率冲击将引起送端交流系统机组不同程度的加速运动,可能造成送端机组失步运行。主要对大容量直流输电线路闭锁后的切机策略展开研究。首先分析比较了直流闭锁故障与短时功率冲击对送端系统稳定性的不同影响,提出了三角形近似法求取切机总量,改善了控制总量预估的保守性。然后从减速能量角度定义切机灵敏度指标,基于此形成切机比例上限约束下的切机量分配方案。在搭建的典型两区域交直流混合电网进行了仿真分析,验证了所提方法的有效性。该方法能够充分发挥领先机群中高灵敏度机组对于暂态稳定恢复的影响,可有效减少切机量,降低暂态稳定控制代价。     

A hybrid method for generator tripping

Generator tripping is one of the most effective approaches to enhance the transient stability of a power system. In this paper, an online prediction method of transient stability and an offline analysis method of generator tripping are studied respectively. First, a polynomial curve fitting technique is employed to improve the online prediction accuracy of system stability. Then, a shell program is developed to automatically generate and update look-up tables for generator tripping. Based on these, a hybrid method is proposed. It uses the look-up tables to determine generator tripping requirements and before sending out generator tripping signals, instability is confirmed by online prediction of system stability. Simulation results show that this hybrid method can avoid unnecessary generation shedding.     

基于隐枚举法的稳定控制优化切机方法

由于电网规模的迅速发展,故障紧急情况下稳定控制系统切机对象数目的增加,传统基于穷举法的优化切机方法已经不能满足大规模电网稳定控制系统快速切机的要求。为了提高优化切机问题的求解效率,文中提出了基于隐枚举法的优化切机方法。该方法根据优化切机问题的特点制定剪枝策略,能够有效减少枚举过程中需要计算的切机组合数,从而提高了计算效率。切机实例的计算和实际装置的仿真结果表明,文中所述方法能够减少约70%的优化计算时间,实现稳定控制系统的快速切机。     

基于最优控制原理的电力系统紧急控制及应用

基于时域方法仿真得到系统受扰轨迹,并结合实际电网安全稳定控制系统的配置情况和运行要求,给出了暂态稳定下最优紧急控制模型。采用了启发式故障后轨迹相对功角最大值小于门槛值作为暂态稳定约束条件,通过引入变分原理,推导了暂态稳定约束条件对控制量的灵敏度。通过建立线性规划模型,把微分代数方程所描述的电力系统紧急控制转化为以切机切负荷为控制量的最优控制问题。文中提出的暂态稳定紧急控制模型与时域仿真方法具有同等的适应性。广东电网的计算结果表明,文中方法对紧急控制策略灵敏度的确定高效且实用,对保证电网安全稳定运行有重要意义。     

考虑电磁功率突变的闭环紧急控制

提出一种考虑电磁功率突变的暂态稳定闭环紧急控制方案。现有的闭环紧急控制方案都没有考虑切机操作使发电机电磁输出功率发生突变这一现象,可能导致计算出的切机量不足。本方案在计算出切机量后并不立即实施控制,而是增加了切机量校验环节,预测按此切机量实施控制后的系统能否恢复稳定,如不稳定则对切机量加以修正。按照最终算出的切机量对系统实施控制,并对系统进行闭环监控,直至系统稳定。本方案可使对系统的切机控制更加精确,改善了闭环紧急控制的效果。仿真计算表明本方案是可行的。     

考虑暂态稳定紧急控制的扩展等面积法

本文提出了考虑暂稳紧急控制的扩展等面积法(EEAC)的改进算法,涉及的紧急控制措施包括:快关汽门、电气制动和切机。本文的方法能够有效地处理在紧急控制作用下的故障电力系统的第一摆和第二摆暂稳分析问题,可以应用于在线或离线的快速暂稳分析和紧急控制快速估算、设计整定和校核。两个实际系统模型的仿真计算验证了本文算法的正确性及良好的精度。     

在线生成策略表与实时预测切机

按照策略表切机是电力系统中提高暂态稳定的有效方法之一。利用能量裕度灵敏度法在中央处理单元在线修改策略表、在故障监测单元实施实时匹配和就地预测发电机暂态稳定以决定是否切机。在厂站采用“当前”统计模型、常加速模型及常速模型构成的交互式多模型(IMM)自适应滤波算法。跟踪预测发电机转子角度。当预测到机组失稳时，按照策略表及实时匹配情况，方始发出切机命令。这种紧急切机控制的并行双重算法能有效地防止误切机组。通过经典模型下新英格兰10机39节点系统的应用说明算法的有效性。