基于节点静态电压崩溃概率的电压稳定指标研究

通过对节点静态电压变化模型的分析，提出一种考虑有功与无功相对制约关系及功率因数变化的电压稳定静态指标模型，IEEE30节点系统的仿真结果表明该指标能更敏感地识别出系统的薄弱节点，为静态电压稳定的预防控制提供参考，具有计算量小、速度快、灵敏度高等优点。     

灵敏度法求取戴维南等效参数的静态电压稳定分析

在戴维南等效模型基础上提出了一种求戴维南等效参数的新算法。该方法利用节点分压原理在初始状态下和在有功功率扰动下列方程组。由于该方程组是线性的,解时不需要迭代,不需要传统算法的两点或者多点潮流数据,计算量小。在负荷节点进行戴维南等效,利用电压灵敏度求得戴维南等效参数以后,利用阻抗模裕度和负荷裕度指标进行了静态电压稳定性分析。在IEEE-30和IEEE-57节点系统验证了该方法的正确性和有效性。     

基于降阶雅可比矩阵的低压减载整定方法研究

重点讨论节点电压随负荷功率变化的灵敏度系数在低压减载过程中对节点电压恢复的影响,并通过降阶雅可比矩阵推导出了节点电压与节点负荷功率变化的灵敏度系数的关系.以此为依据选择灵敏度系数高的负荷节点优先进行切负荷,可得到优化的切负荷方案.该方法保证了系统的电压快速恢复和较高的电压稳定裕度,仿真结果验证了其有效性.     

节点电压稳定临界状态和弱节点的确定

本文基于系统电压静态稳定的观点对节点临界状态进行研究。提出了简便、快速计算节点临界状态的方法。研究了电距离、功率因数对临界状态的影响,提出用有功功率裕度反映节点承受负荷功率变化能力的弱节点判别式。     

电力系统负荷节点在线电压稳定指标研究

利用同步相量测量单元(phasor measurement unit,PMU)测得任意(非PV)节点及其相邻母线的电压、线路潮流等实时数据,建立一种新的网络等值模型。同时,基于该模型提出了综合考虑负荷节点有功功率和无功功率的在线电压稳定指标;提出在线电压稳定有功功率指标和在线电压稳定无功功率指标分别用作表征负荷节点的有功功率裕度和无功功率裕度,作为对节点(系统)在线电压稳定指标的补充。如果负荷节点在线电压稳定指标值接近临界值1,则表明系统临近电压崩溃。EPRI-36节点仿真分析表明该方法可有效判断系统电压稳定性,适用于在线电压稳定监测和预估。与其他指标的对比结果体现了本文模型和指标的合理性与优越性。最后通过对山东电网500 k V主网负荷节点电压稳定裕度评估简要说明本文所提方法的可行性。     

节点注入功率模式对电压稳定裕度的影响

新一代能量管理系统(N-EMS)的计算模式特点是实时、跟踪、递归和智能预警。此模式需要高效的算法作支撑,由于启动单次计算步长间隔的缩短,线性近似的合理性得到加强,灵敏度计算用于此能满足计算模式的要求。文章针对N-EMS的主要组成部分--电压稳定分析功能,定义了3类节点注入功率模式：负荷的随机变化方向、发电机的响应设定方向、负荷的有功和无功比例,建立了易于被调度中心运用和理解的连续潮流模型,在此模型基础上分别推导得到负荷裕度对3类模式的灵敏度公式,据此分析节点注入功率模式对负荷裕度的影响,以便能够快速进行电压稳定预警和采取有效的校正控制来避免电压崩溃。通过新英格兰10机39节点系统的仿真算例验证了所提方法、思想的合理性。     

基于最小奇异值灵敏度的电压稳定薄弱节点研究

最小奇异值作为静态电压稳定指标已广泛应用于电力系统的稳定分析之中。在最小奇异值分析的基础上，给出了最小奇异值对负荷功率的灵敏度，提出将最小奇异值灵敏度用于薄弱节点的分析及无功补偿点的确定。以IEEE57节点系统为例，在考虑负荷平均增长的情况下，分析了负荷变化对最小奇异值的影响，确定了系统薄弱区域及最弱节点，算例表明在所确定的最弱节点处进行无功补偿，可更有效地提高系统电压水平和电压稳定性。     

考虑无功裕度的电压自适应分区方法及主导节点的选择

针对当前二级电压分区未能较好实现动态无干预调节的现状,基于电压/无功灵敏度及模块度函数,该文提出一种随电网运行工况实时变化的自适应动态分区和主导节点选择方法。以每个无功源为分区中心,根据电压/无功灵敏度大小将负荷节点映射到对应的无功源;构建考虑无功裕度的改进模块度函数,以其为衡量指标进行区域合并自动形成最佳分区。引入其他区域节点对本区主导节点的抗干扰指标,结合主导节点在本区域的可观性和可控性指标,确定主导节点选择方案。从区域内无功源控制灵敏度、无功裕度及主导节点的可观性出发,对分区结果进行评估验证。最后,以IEEE39节点系统为例进行仿真分析,验证了所提方法的有效性和优越性。     

基于综合电压灵敏度的有源配电网过电压控制

随着配电网中以分布式光伏为代表的新能源渗透率不断上升，有源配电网中由于光伏倒送功率引发的过电压问题日趋严峻。从节点电压灵敏度计算分析入手，推导出光伏注入对目标节点及其他节点的电压灵敏度影响计算公式，并得出光伏有功无功输出-电压灵敏度变化的一般规律。为了解决单纯依靠电压灵敏度控制效率低的问题，提出综合电压灵敏度的概念，并针对复杂配电网结构提出过电压优化控制策略。算例验证了该优化控制策略的有效性，即在不影响光伏有功输出前提下，以光伏逆变器无功输出更小的调整就可以实现相同的过电压调节效果，最终实现过电压快速调节。     

基于聚类分析方法的电力系统负荷节点分区策略

针对传统分区方法无法给出区域内关键负荷节点的缺点,基于局部电压稳定指标提出一种新的负荷节点分区及关键负荷节点确定的新方法。依据局部电压稳定指标灵敏度的物理意义,将系统中负荷节点映射到多维负荷空间中,将多维负荷空间中负荷节点间的空间距离定义为负荷节点间的电气距离,建立起与负荷节点空间相对应负荷子图模型。引入谱聚类算法,对负荷节点进行分区,层次递推的给出负荷节点的合理分区,将分区结果与局部电压稳定指标灵敏度矩阵相结合,确定各分区中的关键负荷节点。将该方法应用到IEEE-14节点系统与IEEE-118节点系统进行分析比较,仿真结果验证了所提算法的可行性和有效性。     

静态电压稳定灵敏度判据及对dQL/dVL和dPL/dVL判据的评析

本文证明了严格的静态电压不稳定灵敏度判据,并对ｄＱＬ／ｄＶＬ和ｄＰＬ／ｄＶＬ电压稳定判据进行评析。     

综合灵敏度和静态电压稳定裕度的直流受端交流系统电压薄弱区域评估方法

提出综合无功-电压灵敏度与静态电压稳定裕度的直流受端交流系统电压薄弱区域评估方法,并在灵敏度及静态电压稳定计算中计及了负荷静态电压特性。以计及负荷静态电压特性的交直流电力系统潮流方程为基础,计算交流节点电压相对于直流落点无功功率的灵敏度;基于连续潮流法,计算计及负荷静态电压特性的直流受端交流系统静态电压稳定裕度,综合这2个指标识别电压薄弱区域。并进一步地比较了不同ZIP负荷占比、不同直流控制方式对直流落点近区交流系统电压薄弱区域评估的影响。     

电网戴维南等值参数的快速计算

提出一种电网在基态和N-1状态下戴维南等值参数的快速计算方法,并在此基础上对负荷节点进行电压稳定分析。通过推导的非线性方程组,运用电网基态和N-1状态下的节点电压和电压灵敏度的数值,可求得2种状态下的戴维南等值参数。不同于两点潮流或其他多点潮流方法,该方法只需要给定运行点的节点电压和节点电压灵敏度数据,计算简单快速。利用求得的等值参数可求得该节点的阻抗模指标和最小奇异值来快速分析负荷节点的电压稳定性。IEEE14和IEEE118节点系统的计算仿真验证此方法的正确性和实用性。     

基于DC/DC电路的无线充电系统功率稳定控制方法

在无线电能传输系统中,负载的接收功率对发射线圈与接收线圈之间的互感与负载阻值的变化比较敏感,当接收线圈与发射线圈之间出现偏移或负载等效阻抗变化时,需要通过有效的控制方法较快地保持负载接收功率基本稳定。文中在分析次级侧包含DC/DC电路的无线电能传输系统结构的基础上,给出了互感与负载电压、负载电流之间的关系,并推导出了DC/DC电路的占空比与负载接收功率之间的关系;然后提出通过检测负载电压、电流,调节DC/DC电路的输出功率稳定控制策略;最后,通过Matlab/Simulink仿真以及样机实验,验证了文中理论分析与控制策略的有效性和正确性。     

支路故障后静态电压稳定裕度的估算

提出一种支路故障后静态电压稳定裕度的估算方法。该法先通过2阶灵敏度法对支路故障后电压稳定临界点处的状态变量进行预估,并通过预估的状态变量求出故障后电压稳定临界点处的注入功率;然后将该注入功率等效成正常条件下初始运行点处注入功率的变化量,并根据该等效的变化量来预估故障后负荷裕度的变化,避免了因负荷裕度对支路导纳线性灵敏度差而导致预估精度不高的缺点;最后在IEEE14和30节点系统上验证了所提方法的有效性。     

An approach for real power scheduling to improve system stability margins under normal and network contingencies

In the present day power system planning and operation, considerable interest is being shown in system security and stability analysis. Pattern of load sharing/generation scheduling that results in heavy flows tend to incur greater losses, threaten stability, security and ultimately making certain generation patterns undesirable. Generation schedules mainly based on economic criteria may lead to lower reserve margins and therefore diminished reliability is a serious concern for the systems. With increased loading of existing power transmission systems, the problem of voltage stability and voltage collapse has also become a major concern in power system planning and operation. While the voltage stability is more dependent on the reactive power sources/voltage profile in the system, it is also a function of real power flows. In this paper, network sensitivity between load voltages and source voltages to compute voltage stability index (L), is used as the basis to evaluate desirable load sharing for improving stability margins. The proposed method has been tested on typical sample systems and also on a practical 24-bus equivalent power system, and results are presented to illustrate the proposed approach.     

一种铁路功率调节器的改进单周控制方法

为了治理高速铁路机车引起的电能质量问题,维持一个清洁安全的电网,文中讨论了一种先进的铁路功率调节器。针对高速铁路机车的随机性和快速性,提出了一种基于等效负载电阻电压前馈控制的改进单周控制方法。通过等效负载电阻电压前馈控制的方法,可以实时跟踪机车负载的变化,能有效提高控制系统动态响应性能。通过单周控制对直流侧电压进行闭环比例—积分控制,可以稳定直流侧电压,以保证铁路功率调节器的正常、可靠工作。为了克服死区时间对单周控制补偿精度的影响,采用一种死区补偿方法对死区进行了有效补偿。最后,通过仿真和实验验证了所提出控制方法的正确性,有效地改善了牵引供电网的电能质量水平。     

变动风速作用下风电场对电网电压的影响分析

大规模风电场并网运行,在风速扰动过程中其输出功率的变化将对系统潮流产生影响。当遭受快速的风速变化时,不但需要考虑风电机组在风电场内的布置,而且还需要应用风电机组的动态模型来进行仿真计算。本文建立了以风速作为输入量的双馈变速风电机组的动态模型,并对风电场的等值方法作了简单介绍,最后以某实际电网接入风电工程为例,对风速扰动下风电场对电网电压的影响分析方法进行了说明。     

基于电压灵敏度的交直流电力系统静态电压安全域评估方法

特高压直流可能导致近区电网潮流分布不合理,造成电压越限。针对这一问题,提出了一种基于灵敏度分析的交直流混联系统静态电压安全域的快速评估方法。首先结合直流系统准稳态模型得到交直流系统潮流方程,通过对系统功率方程求偏导数得到节点注入功率和支路导纳对电压的灵敏度,进一步给出基于灵敏度的节点电压变化量计算方法。然后设置预想故障集,并将其中的事故等值为节点功率扰动与支路导纳的变化,计算出各种事故后节点电压的变化量。最后基于电压变化量最大值和最小值评估静态电压安全域,给出具体的节点电压安全运行范围。通过对四机两区域的交直流系统及江西500 kV电网的仿真,验证了所提出的评估方法的可行性。