基于NExT和PRCE方法的低频振荡分析

将结构学用于分析机械结构振动特性的多参考点复指数法(PRCE)与自然激励技术(NEx T)相结合实现基于随机响应的低频振荡模式辨识。该方法首先利用NEx T从系统随机响应信号中获得自由振荡信号,然后采用PRCE方法对所获得的自由振荡信号进行模式辨识得到低频振荡模式的频率、阻尼比和振荡模态。16机系统中基于蒙特卡洛仿真辨识结果表明了该方法的有效性和正确性;与已有方法的对比表明该方法在辨识精度以及抗噪性方面表现得更好。基于四川电网PMU实测数据的辨识结果表明了该方法的有效性和可行性,为电力系统低频振荡分析提供了一种途径和方法。     

基于广域量测的多直流馈入/馈出电网稳态频率控制策略研究

针对多回高压直流馈入、馈出电网,提出了一种基于广域量测数据的系统扰动后稳态频率预测算法,该算法对系统发电机调速器方程、负荷静态模型方程和系统网络方程进行线性化处理,同时考虑到多回高压直流的紧急功率支援量,能快速预测出系统扰动后的稳态频率。针对预测结果,该文设计了基于多回高压直流的最优频率稳定控制策略,该策略利用非线性优化方法,考虑了本区域电网各节点电压稳定约束以及各互联电网频率波动约束,能快速得到各条直流参与系统频率稳定调节的最优紧急直流功率支援量。最后在机电暂态软件PSS/E中,以改进的IEEE 50机系统为例,通过仿真分析,对该文方法的预测结果以及优化结果进行对比验证,证明了所提出方法的正确性和有效性。     

一种计及紧急功率支援的直流互联异步电网动态频率分析方法

针对于直流互联异步电网,提出了一种可在计及直流紧急功率支援情况下,同时考虑直流两侧电网频率响应的扰动后动态频率分析方法。该方法对直流两侧电网的交流系统网络方程、综合负荷的静态模型、发电机原动机-调速器系统模型以及HVDC输电系统准稳态模型进行线性化处理,基于广域量测数据建立了直流互联异步电网扰动后的系统状态方程,可以同时求解出计及直流紧急功率支援的两侧电网频率动态响应。在此基础上利用二分法思想调整功率支援量,还可以获取某侧电网扰动后的频率极值或稳态值恢复到期望值所需的直流紧急功率支援量。对一个典型的两区域直流互联异步电网进行了仿真分析,验证了所提方法具有很高的精确性和适用性。     

利用局部区域量测的电压稳定在线监测

针对小扰动长期电压稳定在线监测,建立了被监测节点局部区域节点功率传输等值模型,以及考虑局部区域以外系统影响的扩展的功率传输等值模型,并在此基础上将负荷裕度指标拓展到多机系统。根据被监测点相邻局部区域内的量测信息,计算节点功率传输等值模型参数,以其作为初值辨识出扩展的功率传输等值模型参数,进而计算节点局部指标,改善了弱可辨识性条件下的指标值精度,提高了基于局部指标的电压稳定在线监测方法的有效性。将提出的电压稳定在线监测方法在IEEE50机测试系统进行了仿真,参数辨识采用递推的带遗忘因子平方根最小二乘算法,结果表明它能有效地识别出电压稳定薄弱节点、实现电压稳定在线监测。     

有限长均匀链式电力系统中机电扰动传播分析

为掌握电力系统中机电扰动传播的本质,基于有限长均匀链式离散电力系统,在不考虑发电机的内阻抗时,研究机电扰动在系统中传播的反射特性。通过拉普拉斯（Laplace）变换,推导出冲激函数和阶跃函数形式的扰动作用下发电机的转子角和功率增量随时间变化的解析表达式,给出离散模型中扰动传播的反射公式,与连续体模型中机电波的反射公式相同,说明了电力系统的机电动态可表达为机电扰动传播过程中多次反射的叠加。最后通过一个实例验证了所得结论的正确性。该结论对于认识大规模电力系统的频率在时间和空间上的分布特性、揭示机电动态现象的内在机制具有一定的理论意义。     

串联补偿输电线路稳态量电流差动保护改进算法

稳态量电流差动保护是目前串联补偿(简称串补)输电线路的主要保护。文中归纳了国内外输电线路保护装置电流差动保护判据,从理论上分析了它们在串补输电线路上应用的灵敏性,以及系统阻抗和线路的串补度对保护灵敏性的影响。分析表明,稳态量电流差动保护会由于灵敏度不足而拒动。提出的稳态量电流差动保护改进算法能有效解决这个问题。PSCAD/EMTDC软件对四川电网500kV串补线路的仿真计算验证了这一结论。     

电力系统次同步振荡轴系模型研究

针对某国产300 MW汽轮机轴系,用ANSYS建立其有限元模型并进行模态分析求解自然扭振频率;通过连续轴系的离散化,建立其多段集中质量模型;并在此基础上,通过K/M比值灵敏度法建立其简单集中质量模型。运用特征值分析法求解出两种集中质量模型的自然扭振频率。分析了该汽轮机发生次同步振荡的可能性。通过自然扭振频率,比较了这三种轴系模型的准确性。结果表明175段模型(多段集中质量模型)计算量小、在仿真中较易实现,具有较高的实用价值。     

特高压电网最大风电渗透率计算方法

随着中国可持续发展战略的不断推进,风电并网容量不断增加,大量风电将通过特高压交直流输电系统由风电资源丰富的"三北"地区传输到东部负荷中心,而风电本身的波动性和电力电子化特点给其在特高压交直流混连系统中的消纳带来了诸多挑战。因此开展高渗透率风电对特高压交直流混连系统安全稳定运行影响的研究,估算系统最大风电渗透率,具有重要的学术创新和工程实践价值。提出了考虑系统频率响应的最大风电渗透率计算方法,分别从大扰动后系统频率响应和风电波动引起的频率偏移两个方面研究了风电渗透率的制约因素,并基于计及风电并网的频率响应(SFR)模型计算出相应的最大风电渗透率。研究成果对于未来并网风电场和传输风电的特高压交直流输电系统的规划设计具有一定的指导意义,同时也论证了风电场提供辅助调频服务的必要性。     

电动汽车充放电系统建模与仿真

并网电动汽车既是随机的负荷又是移动的储能元件,其充放电行为对电网的运行有较大影响,而充放电系统的建模是研究电动汽车并网的基础。建立了由电压型PWM整流器和双向DC/DC变换器构成的电动汽车充放电模型;针对电动汽车充电,提出了一种新的控制策略,在恒流阶段采用电流单环控制,达到设定电压值后系统自动切换为电压电流双闭环控制,实现恒流恒压充电。最后,在Matlab/Simulink中仿真实现了电动汽车充放电控制策略,并与单纯采用双闭环控制的恒流恒压充电策略进行了比较。仿真结果验证了充放电控制策略的正确性,并证明了所提出的自动切换的充电控制策略的优越性。     

基于广域量测数据的电力系统动态频率分析方法

提出了一种基于广域量测数据的电力系统动态频率求取方法。该方法对系统进行线性化处理,利用扰动后瞬间系统广域量测数据,形成雅可比矩阵,进一步求解系统的状态方程,从而直接计算出系统各发电机频率曲线的时域函数表达式。该算法考虑了调速器的动态特性、网损及负荷变化对系统惯性中心频率的影响,且不需要进行逐步积分。仿真结果表明,该算法求出的惯性中心频率函数能够较好地描述系统惯性中心的频率动态特性,具有较高的精度。