基于转速-电压坐标平面的暂态电压稳定分析

针对感应电机类动态负荷引起的暂态电压稳定问题,提出了一种基于转速-电压坐标平面的暂态电压稳定问题的分析方法,描述了感应电机类动态负荷在转速-电压坐标平面上的稳定边界。通过转速-电压坐标平面上电机运行点与稳定边界间的关系,可直观判断感应电机的加减速状态,并可清晰地解释感应电机类动态负荷在受到扰动后的暂态过程中引发电压失稳的机理。通过对比感应电机在转速-电压坐标平面上的工作点与所提的稳定边界间的关系,可以判断系统是否会出现电压失稳。通过单机无穷大系统及两区四机系统的仿真算例验证了所提分析方法的有效性。     

基于LMI的小时滞饱和系统稳定域估计方法

基于Pade近似变换,将小时滞饱和系统的稳定域估计转化为估计奇异摄动饱和系统的稳定域问题.证明了此奇异摄动饱和系统的稳定域具有可解耦性,并在此基础上建立LMI优化模型并提出小时滞饱和系统稳定域估计的降阶方法.算例仿真验证了方法的正确性和有效性.     

考虑光伏无功补偿的多馈入直流受端电网强度分析

具有多馈入直流外受电和新能源集中并网的受端电网稳定运行需要交流系统提供足够的电压支撑强度.有必要研究如何准确量化受端电网强度.文中考虑定性分析和定量评估2个方面,从广义短路比及其临界值变化的角度研究了光伏电站接入对受端电网静态电压稳定裕度的影响.首先,建立系统的准稳态模型,利用光伏电站接入对交流网络雅可比矩阵主导特征值的灵敏度,定性分析了不同控制方式下光伏电站对系统静态电压稳定性的影响;其次,基于模态摄动,给出考虑光伏电站接入后的广义短路比及其临界值的计算方法和评估流程;最后,通过量化光伏电站无功补偿对系统强度的影响,给出光伏电站电压-无功功率下垂控制系数的选择方法.仿真结果验证了所提方法的可行性和有效性.     

用于风电场小干扰稳定性分析的结构保持等值方法

针对风电等新能源集中并网带来的宽频带振荡问题,需要研究具有良好精度的风电场动态等值模型,以解决详细电磁暂态建模的维数灾问题.为此,文中提出一种分析风电场小干扰稳定性的结构保持等值方法.该方法根据广义短路比(gSCR)参与因子的数值大小和所需等值精度,将场站内设备划分为保留群和等值群2组,在将保留群内所有设备动态保留的同时,将等值群内所有设备的动态用内电抗等值为电流源,具体内电抗的大小可由gSCR指标得到,而网络侧实现结构和参数的保持.该等值方法在不含摄动的场景下可以保证等值前后系统主导模态不变,在含摄动的实际场景下仍具有一定的鲁棒性.同时,保持等值前后交流网络拓扑不变可以增强方法的工程实用性.最后,基于仿真算例验证了所提等值方法的有效性和实用性.     

改善虚拟同步发电机阻尼特性的设计方法

虚拟同步发电机(virtual synchronous generators,VSG)控制基于虚拟同步机制可以增大电力系统等效转动惯量,改善电网稳定性。但是由于虚拟同步发电机模拟传统电机的机电暂态特性,传统电机的动态稳定性问题也因此被引入到虚拟同步发电机中。通过建立虚拟同步发电机的动态模型,发现线路电感会对系统等效产生负阻尼力矩;采用复数力矩系数法,分析得到虚拟励磁调节器同样会在控制回路中等效叠加阻尼力矩,存在功率振荡的风险。为改善系统阻尼特性,采用虚拟阻抗控制策略改善电感等效阻尼;并提出一种虚拟电力系统稳定装置(power system stabilizer,PSS)设计方法,可以实现虚拟励磁等效力矩的补偿。最后,通过搭建仿真平台,验证虚拟同步发电机中存在的负阻尼特性以及补偿设计方法的有效性。     

弱电网下无功控制对并网变流器稳定性影响分析

可再生能源经变流器接入弱电网时,变流器向电网输出无功功率有利于提高并网点的电压质量,但是无功控制的动态特性对变流器系统的稳定性有重要的影响。为分析此影响,文中建立了采用定无功功率控制策略下变流器的阻抗模型,通过分析无功控制外环动态改变所引起的各元素阻抗特性变化,判断无功控制外环动态对系统稳定性的影响,并采用广义奈奎斯特判据验证上述分析结论。其次,采用特征根轨迹法,分析了无功控制外环比例参数及电网强度的变化对系统稳定性的影响,结果表明弱电网下无功控制外环可能引发中高频振荡问题。最后,基于RT-LAB进行在环仿真验证理论分析结果。     

电力系统的柔性、弹性与韧性研究

综述电力系统柔性和弹性的研究进展,指出"柔性"侧重于描述电力系统灵活可调的能力,"弹性"侧重于描述电力系统抗击极端事件的能力。随着电力系统中持续性的随机扰动不断增加,"柔性"和"弹性"均不能描述电力系统耐受持续随机扰动的能力,为此,提出"电力系统韧性"的概念,即电力系统在持续的随机扰动之下不发生崩溃、解列而保持正常运行的能力,并给出电力系统韧性的研究内容和技术路线,包括描述模型、分析方法、评价指标和提升途径等。     

基于商业电力系统分析软件的智能计算平台设计及应用

设计并建立一个基于商业电力系统分析软件的智能计算平台,分别介绍软件设计、算法和应用3个方面的相关情况。在计算平台的软件设计方面,采用可扩展性、模块化及可复用的设计思想,特别是进化算法软件采用了plug-in算法和算子分离的设计思想,增加算法软件模块的灵活性和可扩展性。在算法研究方面,简要回顾暂态稳定约束优化问题（SOPF）的模型及求解SOPF问题遇到的挑战,描述一类特殊的SOPF问题--基于最小控制代价模型的低频减载（UFLS）参数优化问题,并提出应用进化计算方法求解UFLS优化问题的算法步骤.在应用研究中,采用智能计算平台中的DE算法解决一个实际系统的UFLS优化问题,初步展示利用智能计算平台开展科研工作的潜力.     

基于MCS-PSO算法的邻近海岛多微网动态调度

新能源发电与微网技术的发展,为远离主电网的海岛等偏远地区提供了经济、环保的电能。大电网区域互联运行,可以有效地提高电网安全水平和供电可靠性。鉴于此,文中提出了离网型邻近海岛多微网联合运行的方案,在发电预测与负荷预测的基础上,基于可靠性与经济性指标建立了多微网运行的不确定性优化调度模型,并通过结合蒙特卡洛模拟的粒子群优化(MCS-PSO)算法求解。为提高调度计划的精度,采用了滚动更新的动态优化调度,算例验证了所提出调度策略的有效性和合理性。     

考虑连锁故障风险的交直流混联系统容量最优分配

将交直流混联系统的连锁故障风险与交直流容量最优分配这2方面结合考虑的研究迄今未见报道,旨在研究考虑连锁故障风险的交直流容量最优分配问题,作者进行了交直直流容量最优分配问题的初步分析和数学建模,提出了连锁故障蒙特卡洛仿真算法和交直流容量最优分配隐式枚举算法,对修改的IEEE 39算例系统进行了计算,求得使系统连锁故障与大停电风险最小的交直流容量分配最优解,分析了各种因素对交直流容量最优分配的影响。结果说明交直流混联系统的交直流容量分配存在一个比例均衡的最优方式,而应用所提方法可以从连锁故障与大停电的角度对此进行定量计算,这将为电力系统的实际规划运行提供一定的参考。