大规模风电集中接入对电力系统暂态功角稳定性的影响（一）：理论基础

该文作为2篇系列文章的第1篇,旨在从理论上分析双馈风机组成的大规模风电场集中接入对电力系统暂态功角稳定性的影响。首先,根据双馈风机的暂态特性,提出了一种适用于电力系统暂态功角稳定分析的双馈风机简化模型,并讨论了利用直流潮流计算方法研究风电接入前后系统暂态功角稳定变化趋势的合理性。其次,在双馈风机简化模型和直流潮流计算方法的基础上,利用扩展等面积定则分析了双馈风机接入两机系统后系统暂态功角稳定性的变化,提出一种判断风电接入对两机系统暂态功角稳定影响的判据。最后,在双机互联系统中进行仿真,结果表明,提出的判据具有较高的准确率。     

大型电力系统机电模式特征根的直接初估和快速求解

本文作为一系列研究的继续，提出了两项重要措施以进一步改进ＡＥＳＯＰＳ算法。其一是基于ＥＥＡＣ理论来直接估算特征根实部以及阻尼对特征根虚部的影响；其二在多机状态空间中进一步改进了作者提出的牛顿一雅可比解析式，用以精确求解。本文总结了加快迭代、防止发散的措施，并在实际大系统中进行了仿真，验证了本文提出的改进措施的有效性。     

EEAC与直接法的机理比较

讨论了长期困惑电力系统学术界的暂态稳定性理论和算法;归纳出10个要素,即受扰程度函数、壁垒点、观察点、参考点、积分路径与被积函数、定性判据、轨迹稳定裕度、临界轨迹与参数极限值、迭代求解与初始轨迹、搜索策略与收敛判据.由4篇短文组成的系列文章按照上述各要素,讨论了针对平衡点稳定性的李雅普诺夫法、将平衡点稳定性理论应用于有界稳定性的暂态能量函数(TEF)法以及针对有界稳定性的扩展等面积准则(EEAC)这3种稳定性理论在大扰动稳定性的分析中的应用.作为第3篇,主要讨论参考点、积分路径和被积函数、稳定裕度、极限值搜索等要素的不同处理原则,证明不但对于任何多机系统,并且对于具有非线性负荷或非自治因素的单机系统,稳定分析都离不开包括故障清除后的实际受扰轨迹;指出稳定极限值和临界轨迹之间互相依存,只能通过迭代求解.以单机无穷大系统为例,从理论观点和可计算性观点出发,论证壁垒点和参考点都应该在实际轨迹上,而暂态能量的参考点则必须取故障前的稳定平衡点,而不能取故障后的稳定平衡点.     

时空协调的大停电防御框架(二)广域信息、在线量化分析和自适应优化控制

在静态和动态信息的集成平台上,将安全分析功能从静态提升为动态,实现时空协调防御框架。为此,讨论信息的可靠性和动态数据采集点的优化布置;将实时信息和数值仿真结合,实现动态数据的深层挖掘。其核心功能是动态安全的定量评估技术,包括电流、功角、电压、频率的稳定裕度和低频振荡阻尼的评估,以及相应的灵敏度分析和稳定域估计。在此基础上,就可以按风险的概念实现在线预警、自适应优化的预防控制、继电保护、紧急控制、校正控制和恢复控制等各道防线的决策。     

双馈风电机组故障穿越对系统暂态稳定的影响

在风电场中占较大比例的双馈风机由于具有不同于同步发电机的运行特性,使得如今风电的大规模接入对系统的暂态稳定造成了新的影响.文章介绍了传统电力系统的扩展等面积定则;推导出能够基于扩展等面积定则进行理论分析、且可以反映故障后风电机组功率控制对系统暂态稳定性影响机理的表达式;利用DIg SILENT/Pow-er Facto...     

电力系统电压最大跌落的EEAC法分析

本文揭示了电力系统暂态电压最大跌落与暂态势能之间的联系，指出电压最大跌落发生在监介的等值二机的平面上暂态能到达最大的时刻，文中还提出了用ＥＥＡＣ法进行暂态电压最大跌落的分析方法，对浙江电网的仿真结果表明，利用ＥＥＡＣ分析首摆电压最大跌落具有快速和较为准确的优点。     

FACTS装设地点的定量评估及优化

利用EEAC对电力系统暂态稳定性严格量化的能力,可以精确地评估各种连续或离散的变化对 稳定程度的影响。如果要快速地评估FACTS对暂态稳定性的影响,优化其装设地点,则还可 以简单地用稳定裕度对FACTS设备主回路参数的灵敏度系数来量化紧急控制效果。取可控串 联补偿和可控移相器为例,通过对华中网的数值仿真验证了上述方法的有效性。     

利用摇摆曲线分析多机振荡

互联多机系统的机电振荡是制约系统稳定运行的一个重要瓶颈,利用摇摆曲线直接提取振荡信息已得到广泛重视。在多机系统中,提取系统振荡信息需要确定在什么曲线上提取。应用EEAC的分群理论把多机系统分成互补的两群,可以显示主导振荡模式的中心位置。EEAC等值机解决了曲线选择的问题,可以提取主导振荡信息。通过改进的多机Prony算法直接对多机曲线进行信息提取,可以更多地反映系统的振荡信息,并且各机组的振荡模态能够显示该机组对振荡模式的参与程度。通过对三机的小系统和华东-福建联网的大系统进行算例仿真可以看出,两种方法都可以提取出弱阻尼或负阻尼的振荡信息。EEAC曲线可以突出主导模式,多机Prony算法可以显示更多振荡模式及其模态。     

基于PMU实测摇摆曲线的暂态稳定量化分析

提出了用扩展等面积准则(EEAC)评估相量测量装置(PMU)实测摇摆曲线的稳定裕度的方法。EEAC已被广泛用于分析电力系统的稳定域和优化稳定控制的决策。当受扰轨迹来自仿真时，所用的模型、参数和扰动场景很可能与实际不符。PMU给出的受扰轨迹克服了这个缺点，若能使主导映象的识识及稳定裕度的计算也不依赖于数学模型和参数，就可以真实反映实际系统的暂态稳定裕度。虽然PMU量测不能反映假想的场景，不支持对控制量的决策，但评估实际轨迹的稳定裕度仍有很大意义。仿真表明，所提出的算法在系统模型和参数未知的情况下，可以快速而精确地评估PMU实测摇摆曲线的稳定裕度。     

FASTEST和MATLAB链接用于用户自定义建模

通过与MATLAB仿真软件的链接，实现了基于EEAC的电力系统暂态稳定量化分析软件包(FASTEST)的用户自定义建模功能，将FASTEST独特的大规模电力系统定量分析能力和MATLAB强大的数值计算、可视化建模功能有机结合在一起。实例仿真证明了方案的可行性和有效性。