基于WAMS受扰电压轨迹簇特征的电力系统暂态稳定性预测

为了能够实现快速实时的暂态稳定性预测,提出了一种基于故障后发电机端电压受扰轨迹簇特征的电力系统暂态稳定性预测方法。首先通过WAMS系统获取故障后发电机端电压受扰轨迹簇信息,利用电压轨迹簇的几何属性定义了29个特征指标,然后利用Relief算法从中筛选出与系统暂态稳定性密切相关的广域故障特征指标子集,并利用支持向量机(SVM)构造电力系统暂态稳定性预测器。以新英格兰10机39节点系统为例,对所提出的暂稳预测器的性能进行了大量测试。结果表明,相较于已有研究应用故障后发电机电压数据进行的暂态稳定性预测,所提出的基于广域故障特征的暂稳预测器能有效提高电力系统暂态稳定性预测的准确性(预测准确率由94%提高到96%以上)。另外,特别是对于不完全WAMS信息的暂稳预测、对未知运行方式和未知拓扑结构的电力系统暂稳预测具有独特的优势,显著提高了暂稳预测系统的鲁棒性(预测准确率均能达到94%以上)。     

定义于受扰轨迹的电力系统暂态冲击测度

电力系统暂态过程具有复杂时变特征,传统稳定分析大多关注功角关系而无法全面地评价暂态安全水平。基于计入熵权改进的属性测度算法,利用扰动响应轨迹,构造包含电压/频率偏移、振荡程度、暂态能量水平在内的三类共8种测度指标以量化暂态过程中各类参量受扰水平,实现更客观的暂态冲击综合描述。将算法设计为完整、窗口、局部3个模式,以适应不同计算要求和分析重点。16机68节点系统算例表明,算法能在大量纷繁芜杂的轨迹中有效地捕捉暂态冲击关键信息,并进行意义明确的综合分析,有望成为评估电力系统动态安全的新工具。     

基于WAMS的电力系统受扰轨迹预测

基于相量测量单元（PMU）上传的实时功角数据,应用曲线拟合理论,提出了一种电力系统事故后功角轨迹快速预测的新方法。该方法从一个简单电力系统调速控制模型出发,推导出了功角与时间关系的数学模型,即功角随时间呈正弦衰减变化。由此提出了利用三角函数曲线拟合技术,对功角受扰轨迹进行预测。对IEEE 9节点系统与华北电网进行了仿真计算,结果验证了该方法的有效性。此外,与多项式曲线拟合法的对比分析表明,该方法优于传统的多项式曲线拟合法,具有更好的预测效果。     

基于短时受扰轨迹的电力系统暂态稳定评估方法

针对实时评估电网暂态稳定性的快速性和准确性的需求,提出一种基于故障清除后短时受扰轨迹和卷积神经网络的电力系统暂态稳定性的评估方法。该方法无需人工计算轨迹特征作为输入量,直接基于量测时序数据,利用深度学习模型的自主学习能力逐层提取隐含在短时轨迹的局部特征,构建短时受扰轨迹与稳定类别间的非线性映射关系,并引入考虑故障初期受扰程度的暂态稳定信息矩阵样本构建,以增强提取的局部特征的鲁棒性,提升模型的泛化能力,有效减少误判样本数,达到进一步提高准确率的目的。IEEE-39节点系统的仿真结果验证所提方法的有效性,并且所提方法的评估准确率比传统的暂态稳定浅层评估模型更加优越。     

暂态稳定受扰轨迹预测的模型参数自适应研究

基于一定时间范围内的广域量测数据可对未来表征系统暂态稳定的物理量进行预测,这为实时暂态稳定分析奠定了基础.目前应用较为广泛的几种预测模型都有相同的基本参数需要确定,并且这些基本参数直接决定着预测性能.在详细分析了预测性能与模型参数关系的基础上,提出了一种模型参数自适应技术.该技术使得预测模型参数能动态调整以适应曲线非线性度的变化从而提高预测性能,能方便地应用于已有的各种预测算法中.算例结果表明,该技术能显著提高预测模型的适应能力,有效协调预测指标间的矛盾,为实时暂态稳定分析提供技术支撑.     

基于功角受扰轨迹拟合的暂态稳定快速预测

基于相量测量单元（PMU）上传的功角实时量测数据,利用发电机功角受扰轨迹的分布知识,提出了一种基于功角受扰轨迹拟合的暂态稳定快速预测方法。该方法首先对系统进行离线仿真,记录发电机在受扰情况下相对于参考机的功角轨迹变化情况,并对轨迹集合进行聚类分析,从中提取特征轨迹,生成发电机的受扰轨迹标准模式库（PTSPD）;然后计算功角实时量测数据与发电机PTSPD中各个模式的欧氏距离,并利用某种修正方案来预测发电机功角的运行轨迹,从而快速判断出系统的稳定性。以新英格兰节点测试系统为例,证明了该方法的有效性和合理性。     

独立电力系统非线性负荷暂态特性仿真

针对独立电力系统(IPS)呈现出类型日益复杂、瞬态特性日益强烈的非线性负荷特性,建立了一套以暂态特性研究为目标的IPS仿真系统。基于实装实测电压、电流波形的瞬时功率分析,分别采用平均值法和滤波器法辨识模型关键参数,对某IPS运行全过程实测数据进行仿真和比较,并对冲击性负荷和脉冲性负荷做了重点分析。仿真结果表明,所建模型可以用于模拟实际IPS在各种非线性载荷下供电母线的用电特性,瞬时功率的两种计算方法适用于评估不同负荷特性下的暂态过程。该仿真模型及结果对于指导微网或独立电力系统的构建、设计与改造具有很高的实用价值。     

计及负荷特性的电力系统低频振荡分析

针对单机-无穷大系统,推导在不同负荷特性下系统阻尼转矩系数的表达式,从理论上分析了负荷特性对低频振荡阻尼的影响,并就具体算例求出系统机电振荡模式,用Matlab软件对系统进行动态仿真,结果验证了所得结论。     

基于受扰电压轨迹的电力系统暂态失稳判别（一）机理与方法

随着相量测量单元/广域测量系统技术的广泛应用,基于实际响应的安全稳定控制技术成为研究热点。文中首先分析了振荡中心电压与系统暂态稳定性的关系,进而提出一种基于受扰电压轨迹的暂态失稳实时判别方法。根据扰动后电压轨迹进行复合积分运算,由系统振荡中心的电压映射区域发电机群的相对运动信息,实时量化评估全网的暂态稳定性。与基于扰动后功角轨迹的判别技术不同,所提方法无需进行发电机快速分群,不需要计算系统惯量中心,可用于功角多摆稳定性评估,具备计算量小、容错性高的特点。     

基于自忆性灰色Verhulst模型的暂态稳定受扰轨迹实时预测

广域测量系统能在统一时标下监视系统各节点的实时轨迹,为暂态稳定实时分析提供了可能。基于灰色系统理论及动力系统的自忆性原理,提出一种基于自忆性灰色Verhulst模型的电力系统暂态稳定受扰轨迹实时预测方法。发电机功角受扰轨迹在每一个摇摆过程中呈"S"型变化,符合灰色Verhulst模型预测要求。针对发电机受扰轨迹较强的随机性和非线性,在传统Verhulst模型预测基础上,构建了具有自忆性的灰色Verhulst模型。该模型不仅考虑了发电机功角轨迹的变化趋势,还利用了历史量测数据,能很好地表征发电机功角受扰轨迹的随机波动特性,提高预测精度和预测时间。将该方法对新英格兰10机39节点系统进行仿真计算,结果表明该方法具有良好的拟合预测效果,为实时暂态稳定分析提供了技术支撑。     

基于受扰电压轨迹的电力系统暂态失稳判别：（二）算例分析

在基于受扰电压轨迹的暂态失稳判别方法的基础上,探讨了广域监测方案设计及暂态失稳门槛值设定方法,并进一步分析了所述方法在实际应用过程中的适用性与可行性。对IEEE 39节点系统与南方电网实际系统进行了仿真研究,包括节点电压脆弱性分析、电压观测方案设计、不同故障下的暂态稳定性判别。结果表明,本文方法相比常规方法,能够更加快速而有效地识别系统暂态失稳,工程可实施性强,可用于不健全的广域量测环境。     

计及负荷特性的电力系统小信号稳定性分析

考虑到小信号稳定性问题在电力系统中的问题日益突出,且负荷模型的选取对系统稳定分析中有很大的影响,往往因模型的不合适使所得结果与实际情况不符合,因此研究负荷特性对系统小信号稳定性的影响成为一种必然趋势。首先从概念和分析法上介绍系统小信号稳定性,再从负荷特性对系统稳定性影响着手,引出了负荷的静态和动态的数学模型,并以简单电力系统为研究对象,分析不同的负荷特性以及特定感应电动机负荷参数变化在不同运行方式下对系统小信号稳定性分析的影响。     

负荷冲击性对独立电力系统暂态特性的影响

冲击负荷强烈的冲击性严重威胁到独立电力系统的安全稳定运行。针对现有评估指标无法准确、有效评估冲击负载的瞬时动态特性问题,提出了一套基于瞬时功率理论及源端关键参数的暂态评估指标,并对2种具有冲击性的常用负荷的启动、加减载等工作过程进行评估,该指标更能表征非线性负荷对独立电力系统影响的动态过程和暂态特性。通过改变2种负荷关键参数,使系统逐步达到不稳定极限;对电压、功角和频率进行稳定性分析,发现2类冲击负荷在系统中成为不稳定因素的区别在于产生冲击的功率类型不同,将分别引起系统频率失稳或电压失稳,进而造成电源的转速跌落或励磁保护。储能设备负载可采用恒功率充电或改善源端调速系统的方式,电动机负载可采用软启动或无功功率调节装置来缓解系统稳定性。     

两种基于受扰轨迹的暂态稳定识别方法性能比较

随着广域测量系统(WAMS)在电力系统中的迅速发展,在线识别系统不稳定成为可能,这对于实时紧急控制有着重要意义.对目前比较有代表性的两种基于受扰轨迹的暂态稳定识别方法进行介绍,并通过仿真对两种方法进行分析,结果显示这两种算法有很好的准确性、适用性和实时性,可以作为实时暂态紧急控制的启动判据.     

基于受扰电压轨迹的南方电网区域暂态失稳预警方案

传统的电力系统安全稳定第二道防线基于故障集,无法处理预想外的多重严重故障.随着广域量测技术的广泛应用,基于广域响应的安全稳定控制技术已成为多重严重故障后系统稳定控制的重要手段.基于电压受扰轨迹监测暂态失稳的现有研究成果,提出利用ucos妒更好地跟踪系统振荡中心电压,并结合南方电网的网架结构及稳定特性,提出了一种新型区域暂态失稳预警方案.该方案根据采样电压进行复合积分运算,映射东-西区域发电机的暂态失稳程度,并采取集中式控制方案进行失稳预警.通过对两渡直流投产后南方电网的失稳特性进行研究,验证了文中所提方案能够快速有效地进行针对性的暂态失稳预警,为严重故障后系统紧急控制的实施提供基础.     

基于多类型受扰轨迹的电力系统低频振荡分析

传统的Prony算法抗干扰能力差,且无法给出其振荡模式辨识结果的准确度评价,因此提出一种基于多类型扰动轨迹的低频振荡分析方法,并对其准确度进行评价。利用各类型扰动信号与参考信号的平均能量之比对信号振幅进行预处理,避免振幅差异过大导致某些信号被掩盖。利用Prony算法对多类型的扰动轨迹进行分析获取主导振荡模式,计算各主导振荡模式的振幅偏差和相位偏差评价主导振荡模式的可信度。结合各主导振荡模式的振幅偏差、相位偏差、振荡能量百分比建立综合评价指标评价Prony算法的阶数选择是否合理。算例结果表明,所提方法及相应的评价方法具有良好的实用性。     

基于新增虚拟节点的系统受扰轨迹预测

提出了基于新增虚拟节点的多机系统受扰轨迹预测方法.首先从对系统受扰在线分析入手,结合状态估计或潮流数据,将系统降阶成只含有配置同步相量测量单元(PMU)测点的发电机节点系统,然后引入虚拟节点,通过该节点和各个保留节点之间的导纳改变,反映原系统中其他各个元件模型参数变化和网络拓扑参数变化,并利用毫秒级PMU量测对其进行修正,得到降阶后系统节点电压、电流关系传递矩阵,通过发电机方程和网络连接模型,与相应的发电机方程联合,实现系统受扰轨迹预测.10机39节点系统对该算法的验证表明了该算法的有效性.     

电力系统负荷的混沌特性及预测

利用混沌理论对电力系统负荷数据进行了相空间重构,绘出了其二维相空间相图,同时对负荷的相关维数Ｄ２及负荷时间序称的最大Ｌｙａｐｕｎｏｖ指数（λ１）进行了计算。由计算结果发现电力系统负荷具有混沌特性,其外在表现为貌似随机的无规则特性,且内部系统的时间序列具有分数维Ｄ２及最大（λ１）大于零。最后运用嵌入相空间的局域线性法对某地区电网的有功负荷作了预测,此方法是一种新的电力系统负荷预测方法,为以后的研究人     

计及负荷电压静态特性的电力系统最小负荷裕度的快速评估

负荷裕度是静态电压稳定性最重要指标之一,定义了非线性复变电力系统的最小负荷裕度。利用非线性电路动态等值方法,引入功率参变量,构造拉格朗日函数。证明非线性电力网络负荷节点获取极大有功功率的必要条件：负荷静态等值阻抗模等于负荷节点看进系统的动态等值阻抗模,然后提出评估电压稳定性的阻抗模裕度指标。同一扰动下,阻抗模裕度越小,电压稳定性越薄弱,节点负荷裕度越小,只需计算最薄弱节点的最大负荷裕度,即系统最小负荷裕度。通过阻抗模裕度最先到达零来确定最薄弱节点获取的极大有功功率,计算其最大负荷裕度。计及负荷功率扰动方式与负荷电压静态特性,通过对IEEE30节点系统的仿真表明：单节点负荷功率扰动方式及恒定阻抗与恒定电流负荷比例的增加,提高了系统的最小负荷裕度。     

受扰轨迹的分群研究

以时域、频域和小波分析3种处理方法提取摇摆曲线的特征,对有限时段内稳定的多机摇摆曲线进行同调群识别,分离出所有潜在的失稳群。将摇摆曲线经过数字低通滤波器后重新采样,再求取各曲线的时域特征;用快速傅里叶变换得到其频域特征;用小波变换得到曲线在特定频段内的特征。然后用规则库分析这些特征,对摇摆曲线进行分群,其结果与EEAC算法对后继时段分析所得到的失稳模式基本吻合。