基于PSASP短路计算的区域电网等值方法

使用PSCAD/EMTDC软件对大型区域电网的局部线路和附近区域进行电磁暂态分析,需要将区域电网分为内部网络和外部网络2部分,对外部网络进行等值简化。传统的网络等值方法需要建立被等值系统的节点导纳矩阵,通过高斯消元法化简网络,计算工作量巨大。为此提出了基于PSASP短路计算的区域电网等值方法。通过全部边界节点的同时短路获得注入电流源参数。然后采用边界节点逐一短路,获得与边界节点数目相同的节点电压方程组,联立求解出节点导纳矩阵。新方法直接求解边界节点对应参数,计算量小。含特高压线路的大型区域电网仿真分析表明,PSASP原网络和PSCAD/EMTDC等值网络的短路电流基本一致,验证了等值方法正确性。最后分析比较了新方法与传统的静态等值方法,探讨了新方法的适用范围。     

基于支路等值注入功率模型的外部网络等值修正方法

在基于外部网络等值的最优潮流计算中,不断对外部网络等值导纳矩阵进行重新计算导致计算效率下降。针对Ward等值和REI等值,通过采用支路等值注入功率模型消去变动支路对节点导纳矩阵的影响,获得与变动支路无关的外部等值导纳矩阵,只需修正变动支路的等值注入功率, 并把支路注入功率归并到边界点,即可对外部网络等值进行修正。以 IEEE 39节点系统作为试验系统,通过对外部网络等值修正效果进行评估,验证了所提方法的正确性和有效性。     

基于支路等值注入功率模型的外部网络等值修正方法

在基于外部网络等值的最优潮流计算中,不断对外部网络等值导纳矩阵进行重新计算导致计算效率下降.针对Ward等值和REI等值,通过采用支路等值注入功率模型消去变动支路对节点导纳矩阵的影响,获得与变动支路无关的外部等值导纳矩阵,只需修正变动支路的等值注入功率, 并把支路注入功率归并到边界点,即可对外部网络等值进行修正.以 IEEE 39节点系统作为试验系统,通过对外部网络等值修正效果进行评估,验证了所提方法的正确性和有效性.     

基于边界支路的电网等值方法

使用PSCAD软件对大规模电力系统的局部区域进行电磁暂态分析时,需要将整个系统分为内部系统和外部系统2部分,并对外部系统进行等值简化。由于Ward等值方法获得的外部系统等值参数包含了内部系统π形联络线的对地导纳参数,导致外部等值系统与内部系统拼接后不能复现原系统潮流。因此提出了一种基于边界支路的外网等值方法。在内部系统与外部系统之间串入阻抗极小的边界支路,然后再使用Ward等值方法,可保证获得的外部系统等值参数不包含内部系统的任何参数。同时,该方法克服了PSD-SCCP等值模块只能对整个电网进行等值计算的局限性,给出了利用PSD-SCCP实现基于边界支路的外网等值方法的具体步骤。理论和实际系统算例分析表明,该方法具有极高的准确性和实用性。     

电力系统外部等值网络快速修正方法

在基于外部静态等值的电力系统最优潮流计算中,为了保持外部等值精度,不断重新计算外部等值导纳矩阵将导致优化计算时间效率下降,文中针对Ward外部等值方法的特点,从不同解决思路入手,分别采用矩阵求逆辅助定理和支路等值注入功率模型提高外部等值网络参数修正计算速度,对两种快速修正方法的修正原理和计算过程做了充分的分析和说明,以IEEE 39节点系统和某538节点系统作为试验系统,验证所提方法的有效性,并对两种修正方法进行详细分析比较.     

基于潮流及短路计算的电力系统Ward等值实现方法

对电力系统进行电磁暂态计算,需搭建原系统的等值模型。在电力市场环境下,由于商业机密,相关从业人员可能不具有电力系统外部网络信息,或不具备对大型电力系统进行等值的软件模块,这给工程计算带来了困难。针对这一问题,提出一种基于潮流和短路计算的电力系统Ward等值实现方法。首先将内部网络流向边界节点的电流作为边界节点的等效注入电流,进而对边界节点进行短路电流计算,获得相应的短路电流和节点电压,最后通过节点电压方程求解等值系统参数。理论和实际系统算例分析表明,该方法具有极高的准确性。     

基于Krawczyk算法的直流潮流区间算法

针对高压输电系统直流潮流计算中的不确定问题,提出一种基于Krawczyk算法的直流潮流区间算法。采用区间高斯消去法求解直流潮流线性方程组得到一个包含解集外壳的区间向量,作为Krawczyk迭代的初始值。利用区间导纳矩阵中值的逆矩阵进行迭代计算,以减少保守性。最后,以区间解向量的无穷范数的减小幅度作为迭代结束条件。所述方法可以得到比区间高斯消去法更接近方程组外壳的解。采用Garver-6算例系统,将该算法的计算结果与蒙特卡洛仿真法和区间高斯消去法计算结果相比较,验证了该算法的有效性和应用价值。     

基于Ward等值的多区域无功优化分解协调算法

针对多区域电力系统的无功优化问题,提出了基于Ward等值的分解协调算法.将所有子区域分为主区域和从区域,并确定边界节点在不同区域中的节点类型和区域间相角传递方法.在基态条件下,根据潮流计算结果确定边界节点等值注入功率初值.采用矩阵求逆辅助定理,提高优化过程中外部网络变压器变比变化引起的等值导纳矩阵计算效率问题,且大幅度提高了外部网络等值精度.引入适合无功优化算法的外部协调策略,以较少的协调通信量获得较好的协调效果.以IEEE 39节点和538节点实际系统为例,通过与集中优化方法进行比较,验证了该方法的有效性.     

基于动态相似度与等值缓冲区的电动机动态等值方法

为了更精确地描述电力大系统中电动机负荷的动态特性,提出了基于动态相似度与等值缓冲区的感应电动机动态等值方法。首先,根据2台电动机机械、电气运动模式的差异,定义了电动机动态相似度的量化指标;然后,按照外部系统各节点与边界节点电气联系的紧密程度确定了等值缓冲区,利用聚类原理,将动态相似度大的电动机分为一群进行等值;接着,应用理想变压器将不同节点的电动机、静态恒阻抗—恒电流—恒功率(ZIP)负荷分别移置到等值负荷节点,根据等值前后电动机群总功率不变、启动电流及空载电流不变的原则,推算出等值动态负荷的参数;最后,对IEEE 10机39母线系统进行了等值计算。仿真结果表明,与加权法相比,所提出的算法具有更好的潮流精度,能保证发电机摇摆曲线与等值前基本一致,较好地保持被等值部分对原系统的动态影响,有效提高了等值的静态与动态精度。     

基于量测数据的外部电网在线等值实用方法

如何进行准确的外部电网等值是一个经久不衰的研究课题。文中提出了基于量测数据的外部电网在线等值实用方法。该方法首先构建了外部电网等值网络,该网络包括边界节点间的耦合支路,每一边界节点通过支路与外部电网等值电源相连。进而,构建了基于数据采集与监控(SCADA)在线量测数据的等值网络参数优化求解模型,该模型以边界节点的量测值与计算值的失配量的和最小为目标,以所有等值支路的参数在合理范围内为约束。为保证等值参数估计的稳定性和收敛性,提出2个策略:一是基于最大及最小运行方式下的Ward等值网络相应等值支路的阻抗值作为在线等值网络参数范围;二是基于历史数据获取补充量测,避免要求内部电网进行非计划开合操作以及由此带来的一系列问题。算例证明了所提模型及算法的有效性和正确性。     

计及储能SOC恢复的孤岛直流外送AGC模型预测控制

在交直流并联运行电网中,送端孤岛直流外送系统可避免直流闭锁故障所导致的直流潮流向交流通道大范围转移的问题,但孤岛系统缺乏大电网支撑,系统惯量小,调频能力有限,大规模新能源的随机性出力会给其频率稳定带来严重的影响.针对直流送端孤岛运行状态易于建模预测的特点,提出了计及储能荷电状态(SOC)恢复的孤岛直流外送自动发电控制模型预测控制方法.依据电网等效思路将孤岛电网等效为单一机网模型用于预测电网的未来行为动态;根据多步预测计算区域控制偏差预测值,构造目标函数使得预测值较大时储能系统和火电机组共同参与调频,预测值较小时对储能系统SOC进行恢复;在PSCAD/EMTDC中进行仿真分析,验证所提控制方法的有效性.     

External subsystem equivalent model for steady-state and dynamicsecurity assessment

A method for external subsystem model reduction is proposed. The reduction process starts with the load node elimination, resulting in a Ward-PV equivalent which contains all boundary and generator nodes. The number of the generator nodes is significantly decreased by aggregation. This is done by the Zhukov method, which replaces each selected group of the generator nodes by one equivalent generator node. The obtained equivalent is called the reduced Ward-PV equivalent. All generating units attached to the aggregated generator nodes are also aggregated into equivalent generating units. The equivalent obtained by such a method may be used for both steady-state and dynamic security analysis. The reduced Ward-PV equivalent retains the static and dynamic properties of the original Ward-PV equivalent if the aggregated generator nodes are grouped for aggregation on the base of coherency. The Yugoslav electrical power system was used as the sample system for testing the proposed method     

考虑频变参数和直流控制的直流输电系统线路故障解析

提出了考虑频变参数和直流控制的直流输电系统线路故障时域解析方法,为直流线路故障分析与故障检测提供了解析基础和实用工具。首先,建立了直流输电系统线路故障的复频域模型,推导了故障电气量的复频域表达式。继而,根据故障行波沿直流线路的传播规律,提出了频变参数的惯性等值模型;根据直流线路故障后直流控制系统的动作规律,提出了直流控制的比例—积分等值模型。进一步,基于频变参数和直流控制等值模型,对复频域故障电气量进行拉氏反变换得到时域表达式,并对解析结果与EMTDC仿真结果进行比较,相关结果验证了所提出的解析方法的有效性。最后,探讨了故障解析可能的工程应用场景,以直流线路行波保护为例进行了具体分析,分析结果表明故障解析具有良好的工程应用价值。     

EXTERNAL SYSTEM MODELING FOR POWER TRANSMISSION SYSTEM HARMONIC ANALYSIS USING THE BILINEAR THEOREM

Abstract

A method is proposed which easily and accurately determines the relative importance of external system equivalents on the harmonic impedance of a transmission network. Oversimplifications of external systems cause errors in transfer impedance for harmonic analysis. The bilinear theorem provides an economical and accurate method of determining the appropriate locations for network simplification. This method needs three system constants to be computed and then changes in transfer impedance due to variations in equivalent impedance of external system can be checked without extensive network solutions. Using this technique, we can also fix the errors bounds and reduce the high error range of the equivalent impedance. This method permits the modeling of larger transmission systems with a known accuracy for harmonic analysis, filter designs and switching studies     

Order reduction of the dynamic model of a linear weakly periodic system-part II: frequency-dependent lines

The methodology for the order reduction of the dynamic model of a linear weakly periodic system presented in the first part of this paper is applied here to the case when the power network includes frequency dependent transmission lines. The technique for obtaining the external equivalent of the network is described. A comparison is given between systems having lines with constant or frequency-dependent parameters. Time-domain simulations have shown that the reduced-order equivalent leads to fast and accurate results.     

一起风电场高频振荡事故的原因和解决方法分析

基于广西木格风电场高频振荡时的电气参数以及风机网侧变频器的控制原理,建立了风机网侧变频器的传递函数模型。通过网侧变频器传递函数模型和其诺顿等效电路的对比分析,求出了网侧变频器等效阻抗的频域表达式。通过伯德图对网侧变频器等效阻抗和电网阻抗的幅频特性、相频特性进行分析,得出了高频振荡事故的原因是在特定频率下网侧变频器等效阻抗和电网阻抗形成了谐振。然后提出了通过修改前馈电压系数来改变网侧变频器等效阻抗的幅频、相频特性,从而解决高频振荡问题的方案。对修改前馈电压系数后的风机并网系统传递函数模型进行分析,求出了其开环传递函数。用伯德图进行分析证明了修改后系统的稳定裕度明显增加。木格风电场采取此措施后在各种工况下验证,均能够正常运行,证明了所提解决方案的有效性。     

A time-domain approach to transmission network equivalents viaProny analysis for electromagnetic transients analysis

This paper presents a method of obtaining transmission network equivalents from the network's response to a pulse excitation signal. The proposed method is based on modal decomposition representation for the large-scale interconnected system. In this framework we use Prony analysis to identify the network function of the system and to decompose the large system into a parallel combination of simple first-order systems. As a result the network function of the transmission network can be identified easily, and a Thevenin-type of discrete-time filter model can be generated. It can reproduce the driving-point impedance characteristic of the network. Furthermore, the proposed model can be implemented into the EMTP in a direct manner. The simulation results with the full system representation and the developed equivalent system showed a good agreement     

基于人工神经网络的电网频率测量方法

基于多层感知器可以任意精度逼近任何线性或非线性 基本原理,提出了一种采用多层前馈神经网络的频率测量方法,并给出相应反向传播学习算法（ＢＰ）神经网络的构造过程和训练方法。仿真结果表明,基于人工神经网络的频率测量方法具有实时性、高精度和鲁棒性,有实用价值。