交直流并联系统的换流母线电压稳定性分析

随着中国交直流互联电网的发展,迫切需要研究换流母线的电压稳定问题。文中首先给出了交直流并联系统的简单模型,在此基础上介绍了并联交流系统强度指标以及负荷裕度曲线和电压稳定临界曲线。然后以两区域四机交直流混合系统为例,根据负荷导纳模型算法准确求取节点的功率裕度,采用上述2种曲线分析方法详细讨论并联交流系统强度和受端系统等值阻抗对逆变站换流母线电压稳定性的影响。最后对比分析了不同直流系统稳态控制方式下换流母线的负荷裕度,研究结果表明受端为弱交流系统时,采用整流侧定电流 — 逆变侧定电压的控制方式将有利于提高系统稳定性。     

提高电压稳定的多目标优化模型及其神经网络算法

提出以电力系统电压静态稳定裕度最大作安全指标，有功网损最小作经济指标的多目标优化模型，采用神经网络作优化计算，使系统运行的安全和经济性均得到提高。通过对２２节点等多个实际系统的数值测试，结果表明，该方法具有调节控制灵活、收敛性好等优点。     

用EEAC法分析小扰动电压稳定

该文致力于求取电力系统在负荷和发电机出力的某一给定调整方式下的静态稳定裕度和极限 负荷，把扩展等面积法(EEAC)的理论扩展应用于小扰动电压稳定性分析，提出了具有明确物 理含义的静态稳定裕度的概念，根据该裕度对负荷的灵敏度系数可以直接求出在负荷和发电 机出力的给定调整方式下的极限负荷，并在华中系统和新英格兰系统中验证了该算法的快速 性和可靠性。     

计及静态电压稳定约束的无功优化规划

选择无功补偿设备投资和系统有功网损的综合费用作为目标函数，同时考虑满足电压水平和电压稳定性两个约束条件来探讨无功规划问题。选取用电压稳定裕度不低于某一个允许的最小稳定裕度来表示电压稳定约束。分别对正常运行工作点和电压崩溃点引入2组变量和潮流方程，从而使得电压稳定裕度可以用临界运行状态下负荷的总视在功率与正常运行状态下负荷的总视在功率之差来显式表达。该模型相对于传统无功规划模型的优势表现在能够根据稳定裕度的目标值直接求得在合理电压水平下的最佳无功补偿配置方案，但其优化模型的等式和不等式约束及变量的数目却大幅增加，使得计算量远大于传统的无功规划问题。在IEEE 14节点和118节点2个试验系统的计算表明，采用非线性原对偶内点法求解该模型时，其计算精度及收敛性都比较好。     

一种计算最小负荷裕度的实用方法

最小负荷裕度能量度从当前运行点到电压失稳点的最恶劣的一种演化，为电压稳定预警提供更多信息。文中提出一种计算最小负荷裕度的实用方法。结合控制中心实际，得到一种负荷模式以及模式波动的表示形式，从而建立实用的连续潮流模型和求取最小负荷裕度的优化模型，推导了负荷裕度对于负荷模式的灵敏度，并采用序列线性规划法来快速、有效地求解最小负荷裕度。给出的期望负荷裕度和最小负荷裕度为电压稳定预警提供更丰富的规则信息。新英格兰10机39节点系统的仿真算例验证了所述方法的有效性。     

静态电压稳定域边界的切平面分析

提出了基于全参数空间的静态电压稳定域的2种切平面计算方法:特征向量法和隐函数求导法。2种方法均可考虑各种因素对于电压稳定域的影响。其中隐函数求导法还能够计算状态变量对于独立参数变量的偏导数。在此基础上，建立了从功率注入空间到线路传输功率空间的映射关系，可以解析求出割集功率空间电压稳定域的超平面近似表达式，从而避免了现有数据拟合算法的局限性，提高了计算速度。此外，文中考虑电力系统运行限制对于电压稳定的影响，提出了实用电压稳定域的概念，并计算了相应的切平面。进一步在电压静态稳定域切平面分析的基础上，提出了3类电压稳定指标，有利于综合评估系统电压稳定水平。IEEE 9和IEEE 39节点系统的仿真分析表明，所提出的电压静态稳定域的切平面分析法可准确评估系统的电压稳定水平，为电力系统的安全运行提供了决策依据。     

用于静态稳定预防控制的新灵敏度分析法

在研究多重复杂故障对于系统静态非线性影响的连续潮流模型和工具的基础上，提出了一种新的用于电力系统静态稳定预防控制的灵敏度分析方法。一些严重的多重复杂故障会造成电力系统立即失去静态稳定。这些失稳故障都有一个对应于故障参数空间的虚拟的静态稳定临界点。文中提出了一种新的评价失稳故障严重程度的故障失稳裕度指标，并提出了基于这一指标的灵敏度分析方法，给出了各种控制对于故障参数的灵敏度。同时给出了一种基于控制灵敏度和控制类型优先级的预防控制策略。通过一个3 000节点的实际系统的计算表明，文中所提出的灵敏度方法是有效的，适合于大型实际系统的静态稳定预防控制。     

电压稳定和功角稳定关系的平衡点分析

分析了一个典型系统的平衡点与负荷功率、发电机功率的关系，表明静态电压稳定和功角稳定本质上都可视为一种不稳定平衡点的模式，揭示了系统失稳模式随潮流改变而转变的现象，还指出了P-V曲线的下半分支和其他分支蕴含了丰富的系统分岔信息，可从中了解系统不稳定平衡点的产生和消失情况。对不同负荷模型的分析结果则说明了不同负荷模型会导致不同的失稳模式。所得结论具有普遍性，对深入研究复杂系统下电压稳定和功角稳定关系有一定的价值。     

电压稳定裕度指标分析方法综述

对现有的电压稳定裕度指标分析方法进行了总结和评述。对复杂系统采用P —V或Q—V曲线分析电压稳定的局限性进行 了 讨论，指出P—V,Q—V曲线是描 述简单系统（两维空间）电压稳定性的工具，但并不能很好地描述复杂系统（多维空间）的 电压稳定性。当选定区域的负荷节点功率增长，其它负荷节点功率保持不变时，判断是否到 达负荷极限点的判据dλ/dk=0并不一定成立。最后，还指出了计算裕度指标时所面 临的困难。     

电压静态稳定性探讨

根据PQ可控性理论和电压／无功功率关系推出一种改进的雅可比矩 阵。在多机系统进行了论证和计算，结果表明此模型是可靠的。在简单系统讨论了 稳定裕度、最大功率与功率因数的关系。证明了新型雅可比矩阵奇异与全雅可 比矩阵奇异之间的关系。     

配电网中计及短路电流约束的分布式发电规划

在配电网中合理规划分布式发电（DG）对充分发挥DG的效益、抑制DG的负面影响具有重要意义。文中研究了配电系统中DG位置和容量规划问题，建立了考虑经济性和安全性的DG规划多目标模糊优化模型。目标函数由DG投资成本最小、系统网损最小和静态电压稳定裕度最大 3个优化子目标组成，应用模糊理论将多目标规划转化为单目标规划问题。在模型中计及了短路电流约束，对配电网中计及DG影响的故障计算原理进行了分析。考虑到DG出力具有一定的间歇特点，模型中增加了系统的旋转备用约束，保证任意一台DG退出时，系统具有足够的功率来满足负荷要求。在43节点配电系统中进行了测试，表明了文中方法的可行性。     

综合动态安全与静态电压稳定的协调预防控制

考虑不同稳定问题的预防控制措施通过控制中心的调度计划施行，共用一个控制通道，它们之间需要进行协调。首先提出了考虑综合安全约束的最优潮流（CSC-OPF）模型来描述协调预防控制问题，给出了该模型的2种应用模式:对当前运行点的最低成本协调预防控制和以提高极限传输功率为目标的最低成本控制。通过将综合安全约束解耦为运行可行性子约束、静态电压稳定子约束和动态安全子约束，将CSC-OPF模型转化为一个线性优化模型并采用连续线性规划方法来求解。通过新英格兰10机39节点系统算例验证了该方法的有效性。     

基于随机优化的割集空间电压稳定域可视化

电压稳定域可视化能够方便调度人员监视电力系统的电压安全裕度，为其决策提供依据。为克服现有算法不能给出概率意义可信度的不足，分别提出了基于理想模型（独立正态分布）的随机优化算法和基于一般模型（非独立正态分布）的数据拟合Monte Carlo算法，以实现割集空间电压稳定域的可视化。其中，基于理想模型的随机优化算法不需要产生大量的随机数，计算过程简洁、高效，且可得到割集空间电压稳定域边界超平面近似的方程。进一步，为了评价利用该超平面方程判断电压稳定的可信度，提出用随机优化的目标函数———正确率作为置信度指标。基于该指标选择割集功率，可显著提高电压稳定评估的正确率。此外，文中将割集空间概念推广到拟割集空间，使电压稳定域的可视化更准确，更易于工程实现。IEEE 39节点系统的仿真分析验证了所述算法的有效性。     

AC/MTDC系统电压稳定极限计算

提出一种交流—多端直流联合电力系统电压稳定极限的计算方 法，该方法首先推导出直流状态量和给定控制量以及换流器交流母线电压间的关系方程组， 在此基础上分解计算直流系统方程和交流系统方程，并简捷地计及交直流网络间耦合关系， 然后用崩溃点方法来计算交流—多端直流联合系统的功率裕度。该方法计算简单，计算速度 快，实例计算结果令人满意。     

感应电动机暂态电压失稳的定量分析

用时域仿真重现了感应电动机负荷引起的暂态电压失稳现象，进一步改进了感应电动 机暂态电压稳定的判据，以便尽早地中止仿真过程；还提出了暂态电压稳定裕度的概念和定 义，直接求取与暂态电压稳定相应的故障临界切除时间，以及与给定故障切除时间相应的极 限动态负荷。算法的有效性和强壮性在华中系统、浙江系统和新英格兰系统中得到了验证。     

电力系统静态电压安全问题的概率评价

电压安全问题严重威胁电力系统的安全运行。根据作用时间和机理的不同，电压安全问题分为暂态安全和静态安全两个方面，后者包括静态电压稳定和静态电压偏移。文中将静态电压安全与概率充分性分析结合起来，研究在不同负荷水平下、考虑发电和输电元件随机故障时的静态电压安全问题，模拟有效的控制措施，建立量化的概率风险评价指标，给出了相应的算法流程，并以IEEERTS为例，讨论了负荷模型对静态电压安全的影响以及静态电压安全对概率充分性的影响，完善了概率充分性分析的模型。     

单时滞电力系统时滞稳定裕度的简便求解方法

时滞稳定裕度定义为在保证小扰动稳定的前提下系统可承受的最大延时值。确定电力系统的时滞稳定裕度对于合理利用广域测量系统数据、评估广域控制效果具有重要意义。文中介绍了单时滞电力系统的数学模型;提出一种求解单时滞电力系统时滞稳定裕度的简便方法，该方法在虚轴上将特征方程转化为多项式方程求解系统的纯虚特征根，无需任何中间的变量代换，可以有效求解单时滞电力系统的时滞稳定裕度;用该方法对一个单机无穷大系统进行时滞稳定裕度研究，得到了典型运行方式下的时滞稳定裕度，并研究了励磁系统参数变化对时滞稳定裕度的影响;对结果进行了时域仿真验证，验证了该方法的准确性。     

中期电压稳定的建模和快速仿真

结合中期电压稳定过程的慢动态的特点，在中期仿真中采用准静态假设，通过求取系统动态发展过程中的一系列暂态平衡点，来描述系统中期的运动轨迹。把对中期电压稳定具有重要影响的发电机、有载调压变压器、负荷作为建模的重点对象，提出了新的步长控制办法，对中期电压稳定的仿真方法进行了探索，并用3机11节点系统的算例验证了算法的可行性。     

计及无功/电压特性的停电模型及自组织临界性分析

在总结已有停电模型的基础上，根据电压稳定理论，建立了电力系统停电模型。该模型包含电压静态稳定分析模块，可以从无功/电压角度研究和揭示电网演化的自组织临界特征;所构造的电压稳定分析模块采用3种电压稳定分析方法:临界电压分析法、基于常规潮流和最优潮流的无功/电压模态分析法，其中第3种方法是第2种方法的扩展，具有较大的可信度。IEEE 30节点系统的仿真表明:所建立的停电模型能够较实际地体现电力系统运行和建设的动态过程，进而全面反映负荷损失和电压稳定水平的演化趋势，并从无功/电压角度评估电力系统的安全运行水平。     

电力系统的信息管理和安全运行

现代电力系统的调度控制中心，必须要监测系统的运行情况和进行安全监视；为此，必须要搜集和处理有关系统的运行参数。本文提出了以节点电压模值和支路有功功率作为系统的状态信息。并在此基础上，分析了系统静态稳定运行和安全运行的理论和方法，最后介绍了有关状态信息的管理方法。