电力系统电磁暂态-机电暂态混合仿真接口原理

在电力系统仿真中,如果能在一次仿真过程中同时实现大规模电网的机电暂态仿真与部分电网的详细电磁暂态仿真,那么对详细分析系统特性,特别是直流输电、FACTS元件等的特性具有重要的理论价值和现实意义。针对这一问题,笔者在比较电磁暂态仿真和机电暂态仿真模型与方法的基础上提出了一种电力系统电磁暂态-机电暂态混合仿真的通用接口方法。该方法在我国实际电网中的成功应用证明了其有效性和实用性。笔者将分三个系列进行相关讨论,此文为系列报告之一,主要提出了电磁暂态-机电暂态混合仿真的实现原理及接口模型,如接口等值电路的设计、接口交换时序的设计等。     

基于电压源换流器的高压直流输电小信号动态建模及其阻尼控制器设计

基于电压源换流器(VSC)和脉宽调制(PWM)技术的新型高压直流输电(VSC-HVDC)，具有快速、灵活的有功功率和无功功率控制能力，能够改善系统的稳定性。文中建立了VSC-HVDC的小信号动态模型，该模型包括VSC与交流系统接口的线性化方程、VSC-HVDC内部直流系统动态过程的线性化方程以及控制系统线性化方程3个部分，具有一般性。以VSC的有功功率整定值为输入，VSC-HVDC并联交流输电线路的有功功率为输出，通过对系统频率响应的辨识，得到了两者间的开环传递函数。在此基础上，利用极点配置技术，设计了单输入单输出结构的VSC-HVDC附加阻尼控制器。对一VSC-HVDC/AC交直流并联输电系统特征根的分析及非线性仿真表明，配备该阻尼控制器的VSC- HVDC能有效地抑制系统低频振荡，增加系统阻尼。     

改善电能质量的电网补偿技术

概要介绍了电力系统中为提高电能质量所使用的各种补偿技术及动态补偿方式，重点叙述了补偿技术的发展及其技术前景，讨论了正在开展的新的补偿技术以及补偿用能源的合理使用，并表明了对当前电网中应用各种补偿方式的看法和评价。     

面向21世纪的电力系统技术

到2000年,我国电力总装机容量接近300GW,正在兴建的三峡电站和三峡输电系统将于2009年建成,东北、华北之间500kV交流联网将于近期实现。到2010年,随着三峡输电系统的建成,在我国中部将形成沿长江流域,包括川渝、华中、华东电网在内的三峡交直流电力系统,预计总容量将会接近200GW。与此同时,北方的华北、东北、西北电网将实现互联;南方电网将进一步加强。届时,全国将形成北、中、南三大互联电网的格局。通过它们     

基于本体理论的智能电网广义数据管理模型

针对广义数据自动获取问题,研究了可用于智能化处理的广义数据管理模型。广义数据类型多样、结构复杂,管理模型通过建立不同广义数据间的内在联系达到将其纳入管理的目的,而对广义数据的存储、解析和利用则交由相应的应用系统负责。广义数据间的联系复杂多样,现有的电网知识模型不能满足对其建模、应用的要求。因此,以本体和语义网技术为基础,研究了该模型的逻辑基点、结构和各级构件,并讨论了其建模和应用方式,最后通过一个案例说明了该模型的使用效果。研究表明,该模型可用于电网多类型异构数据资源的管理和获取,并具备良好的可扩展性。     

稳定分析用同步机模型研究新进展EI北大核心CSCD

回顾了稳定分析用同步机传统实用模型的特点、发展和不足。将近几十年稳定分析用同步机建模技术的研究进展划分为5个方面:互抗不相等同步机模型;提高同步机参数准确性的方法;基于静止频率响应试验的模型;多转子回路模型;模拟磁化过程的方法。总结了这些方面的主要研究成果、特点以及发展状况。描述了为弥补传统实用模型采用大量简化假设导致仿真结果不精确的缺陷所采取的各种改进措施。最后,指出这些研究达到的效果以及稳定分析用同步机建模技术今后的发展方向。     

电网的弹性力学网络拓扑映射

电网拓扑只在二维平面反映地理位置节点的连接情况,无法动态显现状态量之间的关系。将电网映射成三维空间展开布置的纵向受力的弹性网络,既保持了电网原有的拓扑连接状态,又显现了功角之间的物理特性。将广域测量系统（wide area measurement system,WAMS）实测状态量放入该映射模型,通过弹性网络形变直观地显现电网功角状态变化,摆脱对元件参数精确性的依赖,提高对电网状态变化的预判能力。算例和分析都证明了该映射的合理性。映射的弹性网络适用于功角特性突出的电网状态分析,如静态功角稳定分析、功角可靠性分析和低频振荡机制分析等。该研究对实现电网可视化智能分析与控制具有实际意义。     

采用主备方式的TCSC次同步振荡附加阻尼控制策略

为能完全可靠地抑制次同步振荡(SSO),有必要研究可控串联补偿(TCSC)对SSO的主动抑制策略,为其本身已有的对SSO的自然抑制作用增加保障.文中通过分析抑制SSO的原理,提出一种主动阻尼控制策略--TCSC次同步振荡附加阻尼控制.该控制通过测量远端或本地具有振荡特征的信号,利用相位补偿原理,结合TCSC原有控制提供附加电磁转矩,增大电气阻尼;并以基于远端转速偏差信号的阻尼控制为主,以基于本地电气量信号的控制为备用,从而兼顾阻尼效果和控制可靠性.针对某一实际串联补偿系统,通过小干扰稳定分析和时域仿真,比较TCSC附加阻尼控制加入前后的振荡变化、不同输入信号对阻尼效果的影响以及有无备用控制的区别.结果表明基于该控制原理,无论采用远端信号抑或本地信号,系统阻尼均得以增强;就阻尼效果而言,远端的转速偏差信号明显优于本地的功率偏差信号.     

模块化多电平HVDC输电系统子模块电容值的选取和计算

从模块化多电平柔性直流输电系统稳态能量交换过程、有功功率控制动态响应特性、暂态能量交换过程及直流双极短路故障时桥臂保护要求4个方面分析了子模块电容值与直流系统运行特性之间的数学关系。根据理论分析结果,给出了模块化多电平子模块电容的选取原则和计算方法。通常根据稳态子模块电压波动和有功功率控制动态响应特性的要求计算子模块电容值,再根据暂态子模块电压波动和桥臂保护的要求进行校验。利用PSCAD电磁暂态仿真模型对设计实例进行了仿真分析,结果表明该设计方法是合理、可行的。     

潮流方程鞍结分岔点计算的块消去算法

潮流方程鞍结分岔点(saddle-node bifurcation point,SNBP)的计算是静态电压稳定分析中比较关键的问题。在电力系统中,Moore-Spence方程被常用来确定潮流方程的鞍结分岔点,其阶数约为一般潮流方程的2倍。采用在非线性分歧计算中常使用的块消去(block elimination,BE)算法来求解Moore-Spence方程。利用块消去算法,在Moore-Spence方程的每一步牛顿迭代过程中,只需求解潮流雅可比矩阵或其转置作为系数矩阵的线性方程组,可充分利用潮流雅可比矩阵的稀疏特点来提高计算效率。采用渐进数值方法(asymptotic numerical method,ANM)快速确定牛顿迭代的初值。国内几个电力系统的计算实例验证了该方法的有效性。