基于暂态能量变化率的电力系统多摆稳定性判别新方法

缺乏系统稳定性定量分析软件是失去紧急控制的良机，甚至酿成大停电事故的重要原因之一。迅速发展的广域测量系统(WAMS)为在线快速定量稳定分析的研究提供了新的契机。该文基于WAMS同步轨迹信息，从单机能量函数入手，详细分析暂态不平衡能量变化率与系统多摆稳定性的关系，并证明暂态不平衡能量变化率的相关性质，从而提出一种新的多摆稳定性识别判据。在中国电科院6机22节点系统进行仿真验证，仿真结果验证了方法的有效性。     

基于感应电动机的暂态电压稳定判据的研究

提出一种负荷采用感应电动机模型时的暂态电压稳定的判断方法.该判据通过比较扰动后感应电动机电磁转矩和机械转矩以及转差的变化情况来判断负荷的稳定性,以系统的最大传输功率与负荷功率需求的关系来确定负荷失稳是否会导致暂态电压失稳.以单机单负荷系统和IEEE39节点系统为例,用MATLAB软件进行仿真分析,仿真结果验证了所提出的方法的准确性.     

基于WAMS及机组对的电网暂态稳定态势在线量化评估方法

为满足电网实时监控对算法速度和精度的要求,提出了一种基于广域测量系统(wide area measurement system,WAMS)及机组对的电网暂态稳定态势在线量化评估方法。该方法采用简化的发电机等效模型,根据相量测量装置(phasor measurement unit,PMU)量测信息在线跟踪辨识其参数。通过识别受扰相对最严重的机组对,进而可计算该机组对等效的相互作用机械和电磁有功功率,以此为基础提出了一种可直接反映轨迹暂态稳定裕度的量化指标。文中还给出了对WAMS采集轨迹信息的曲线拟合方法和能量型指标,以便快速预估未来暂态稳定性。并以单机无穷大系统为例,验证了可利用发电机端口外PMU有效测量信息间接评估电网整体暂态稳定态势的可行性。最后,面向实际工程给出了暂态稳定态势在线量化评估实施方案。理论分析与仿真测试结果表明了所提方法的有效性及工程可操作性。     

一种量化评估暂态电压稳定性的指标与方法

暂态电压稳定问题对系统安全稳定运行提出了严峻挑战,研究一种量化评估实际系统暂态电压稳定性的方法具有重要意义。在电力行业标准中大扰动情况下暂态电压稳定判据的基础上提出电压暂降指标,包括电压暂降严重性指标和电压合格性指标,涉及单一故障下节点电压暂降指标、多故障集下节点电压暂降指标以及系统电压暂降指标,并以此评估实际电网中任意节点或整个系统的暂态电压稳定性。算例分析采用广州电网2016年规划数据,利用PSD-BPA进行时域仿真,仿真分析结果体现了故障类型、负荷模型对暂态电压稳定性的影响,及所提指标用于量化评估实际系统暂态电压稳定性的直观性与有效性。     

电力系统暂态稳定性闭环控制（二）——多机电力系统暂态不稳定判别方法

定义了具有一定预测功能的复合功角,据此将多机系统实时划分为2组同调机群并等值为一个单机系统。将基于轨迹凹凸性的不稳定指标从单机系统拓展到多机系统中,针对非自治特性发展出角度-角加速度平面暂态不稳定辅助判据,提出基于响应的多机系统不稳定实时判别方案。IEEE 10机39节点系统和三华实际电网的仿真结果表明,该方案可以根据系统发生多次大扰动后的响应准确地判断系统的暂态稳定性,为后续闭环紧急控制奠定了基础。     

基于响应的电网暂态稳定态势在线量化评估方法

广域测量系统工程化成熟应用为基于响应的电网暂态稳定分析与控制研究提供了新的契机,而暂态稳定态势在线量化评估是关键。以单机无穷大系统为例研究并证明不同观测支路比例段的静态和暂态稳定态势剖分特性,即同趋和同达失稳点特性。该剖分特性表明,可间接利用发电机端口外网络的相量测量装置有效测量信息评估电网暂态稳定态势的可行性。根据发电机转子加速度方程,严格推导电网任意机组对的等效单机系统虚拟功角特性正弦函数表达式,并基于该表达式,提出一种基于响应的电网暂态稳定裕度指标。用IEEE-9节点和新英格兰10机39节点系统进行仿真,验证了所提方法的有效性及工程可操作性,为基于响应的电网暂态稳定在线监控提供了有力的技术支撑。     

电力系统静态稳定判据的应用与仿真

维持电力系统静态稳定对于确保电力系统的安全、稳定和可靠运行具有重要意义.基于小干扰分析法提出 电力系统静态稳定判据,采用单机无穷大系统结合小干扰信号模型、励磁调节系统模拟实际电力系统,建立静态稳定 仿真模型.仿真分析发电机的转速变化特性,评估系统静态稳定性,与静态稳定判据对比分析,验证静态稳定判据的 正确性和可行性.研究成果可以为电力系统稳定性的分析和控制提供有力的支持.     

基于序阻抗模型的直驱风机并网系统 RLC稳定判据研究

近年来,直驱风机接入交流电网的稳定性问题受到越来越多的关注。阻抗分析法是研究直驱风机并网系统稳定性的一种有效方法,以单台风机接入电网的简单系统为例,分别建立了风机和电网在三相静止坐标系下的序阻抗模型,而后基于该模型提出了RLC并网稳定性判据,采用时域仿真验证了所提判据的正确性和有效性,最后基于该判据分析了不同工况下并网系统的振荡特性,并通过PSCAD仿真结果验证了结论的正确性。     

基于单机无穷大母线等值和轨迹灵敏度的暂态稳定最优励磁控制

为进一步降低电力系统暂态稳定控制代价,提出通过最优控制系统快速动态装置的设定值来保证系统在故障情况下的暂态稳定性。基于单机无穷大母线等值和轨迹灵敏度法,提出暂态稳定最优励磁控制二次规划模型,通过调整发电机电压调节器参考电压设定值来控制系统的稳定性。根据单机无穷大母线等值,在暂态稳定最优励磁控制模型中引入严格的暂态稳定判据;并借助轨迹灵敏度和稳定裕度指标提高计算效率。采用稳定裕度指标后避免寻找临界稳定轨迹,从而节省大量仿真时间。在新英格兰39节点10机系统和某省级692节点138机实际系统上的仿真结果验证了所提算法的可行性和有效性。     

基于广域测量系统的电压稳定动态监测

基于同步相量技术的广域动态测量系统,可以在时空坐标下监测电力系统动态运行特性,弥补了现有 SCADA 系统和故障滤波系统的不足,为大电网动态电压稳定监测奠定了基础。介绍了WAMS的基本原理,接着比较详细地阐述了电压稳定在线监测系统的内容及其在线应用的具体实现方法。在EPRI-36节点系统上的仿真结果验证了该监测系统的有效性。     

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。     

融合轨迹预测技术的输电线路新型自适应重合闸

输电线路故障的重合闸时刻对系统的暂态稳定有很重要的影响.针对目前最佳重合时刻难以在线确定的问题,提出融合轨迹预测技术的重合时刻在线捕捉方法.核心是利用机组功角的轨迹预测信息,确定系统振荡机组的主导模式,并按主导模式对机组进行分群,将多机系统复杂的暂态稳定性问题转化为对应的单机无穷大系统的功角稳定性分析,选其单机无穷大系...     

基于轨迹信息的发电机暂态稳定指标分析方法

在已知各发电机相角及角速度的条件下，构造了一种δ-Ek扩展相平面。基于各相δ-Ek扩相平面的轨迹信息提出了一种发电机暂态稳定指标，并给出了相应的分析方法。特点是采用曲线拟合的方式。根据上述轨迹的曲线形状，可以快速算得发电机在故障后的暂态稳定指标。经过算例的验证，该稳定指标能够定量地描述发电机承受故障的能力，从而用来衡量故障后系统中各发电机的稳定程度。     

基于全参量灵敏度的电网静态稳定实用判据

针对静态的功角稳定和电压稳定在概念上尚未统一,给稳定分析与控制带来不便的情形。从动力学角度出发,提出电网静态稳定实质是电磁有功功率牵引下的"源–网–荷"功率转化平衡性问题。电压只是这一过程的支撑,性质上属于非线性系统输出变量的有界性问题,而与稳定性没有必然关系。由此,推演最大有功传输及其在R-X坐标上的半圆边界特性。基于全参量灵敏度,给出一种广义的静态稳定实用判据,使静态稳定理论得到扩展。另外,给出电压支撑量化指标,衡量电压支撑水平。理论研究与多场景算例分析表明了新判据的有效性和合理性,在广域测量(wide-area measurement system,WAMS)环境下有望实现在线电网静态稳定监控。     

基于广域轨迹信息的多机系统暂态不稳定性快速预测方法

广域动态信息系统的建设和同步相量测量技术的发展为实时监视和预测电力系统暂态稳定性奠定了物质基础,采用广域动态轨迹信息协调决策全网紧急控制措施的实施会大大提高控制措施的正确性和有效性。文章提出了一种基于轨迹几何特征识别多机系统暂态不稳定性的方法,并利用结构保持模型下的暂态能量函数分析了所提方法的正确性。算例结果表明该方法具有较高的可靠性和较少的计算量,对系统模型参数有较强的鲁棒性,有望用作基于新一代广域测量系统(WAMS)的暂态稳定紧急控制的启动判据。     

基于动态量测量的电压失稳性判据研究

广域测量系统的发展和应用为电压稳定性的在线监测奠定了基础。研究基于动态量测量的电压稳定性判别成为新的挑战。在综合分析P-V曲线和V-Q曲线特性的基础上,解释了电力系统电压失稳的机理并提出了一种跟踪动态量测量的判断扰动后电力系统电压是否失稳的判据。所提判据依据扰动后母线电流、功率及有功和无功的变化规律判断电压是否失稳;该判据原理清晰,计算简捷。EPRI-36节点系统不同工况下数值仿真结果验证了所提判据的正确性和有效性。     

同步发电机励磁非线性预测控制

介绍了一种新的非线性控制器设计方法,使用预测控制理论对非线性系统工将这种方法应用于单机－无穷大系统励磁控制,得到了一了以有功功率,角速率和机端电压作为变量的非线性系统的控制规律,仿真结果表明：该方法既能改善功能稳定性,又能改善发电机端电压的动态特比目前认为较好的微分几何等方法更有效,更实用。     

单相重合时序对特高压交直流并联系统暂稳影响的机理分析

重合闸时序对特高压交直流并联系统暂态稳定性有较大的影响,为探讨其内在机理,构造了单机特高压交直流并联输电无穷大系统,采用开关函数法推导出直流系统的等值交流阻抗,得到了系统电磁功率的解析表达式.通过分析一回交流线路发生单相永久接地故障、故障相跳闸、故障相重合于永久故障、三相跳闸的整个过程中发电机的功角变化特性,利用等面积法则从机理上阐述了重合时序对系统功角稳定性的影响.提出了单相重合时序设置判据,即使系统等值阻抗较小的一侧首先重合,以期减小系统的加速面积,提高并联系统的暂态功角稳定性.在单机特高压交直流并联无穷大系统和2010年南方电网中,对该判据的正确性和有效性进行了仿真验证.