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。     

SVC和TCSC提高电压稳定性作用的动态分析

采用小扰动分析法和非线性动态方法中的分岔等概念对SVC和TCSC提高电压稳定性的作用进行了全面的分析。研究了由SVC和动态负荷相互作用引起的Hopf分岔现象，并对SVC和TCSC时间常数的选择进行了讨论。分析表明，在简单系统中,TCSC比SVC更能有效地提高系统的电压稳定性；TCSC时间常数的变化比SVC 时间常数的变化对电压稳定功率极限影响小；装设SVC和TCSC后可以显著地增大系统的电压稳定功率极限。在考虑SVC或TCSC动态的情况下，PV曲线鼻尖点并不一定是系统失稳点。     

广东电网电压稳定研究

采用Siemens公司的NETOMAC数字仿真计算程序详细分析了2005年广东电网的暂态电压稳定性，对广东电网可能存在的暂态电压稳定问题、电压薄弱环节、影响因素等进行了深入的研究，提出了在系统中装设STATCOM设备和利用直流系统的紧急功率调制功能等措施解决存在的问题。     

电力系统微分代数模型的奇异性和多能量函数面（续完）

研究了电力系统微分代数模型的奇异性和定义在约束流形上的能量函数面等，将抽象的概念在简单的2机单负荷3节点系统中以图形形象地说明，考察了该系统在恒功率负荷模型和一种动态负荷模型下的代数约束曲面、奇异点、多能量函数面、平衡点等随系统负载的变化情况。采用小扰动稳定性分析法、结构保持能量函数法和时域仿真法证实了该小系统在恒功率负荷模型下存在非正常运行点的稳定平衡点，并解释了一般时域仿真法不能处理该平衡点的原因。所得研究成果揭示了微分代数模型与奇异扰动模型的本质区别、奇异性与系统模型和系统负载的联系、结构保持能量函数法可能具有的内在保守性等，这对深入理解电力系统微分代数方程模型的拓扑结构、结构保持能量函数法和暂态电压稳定及其与功角稳定的关系具有一定的价值。     

基于负荷模糊聚类的电压稳定概率评估

在对研究时段内多个负荷水平进行模糊C均值聚类的基础上，采用多维正态分布抽样技术，提出了一种同时计及节点负荷相关性和负荷预测不确定性的电压稳定概率评估方法。通过对负荷样本多次抽样后进行连续潮流计算及模态分析，可以获得系统功率极值、母线与支路参与因子的统计信息，以及系统在给定负荷水平下电压失稳的概率，从概率角度指出具有潜在电压稳定问题的区域，实现对系统电压稳定性的概率评估。通过对IEEE 57节点系统进行分析计算，验证了算法的可行性和有效性，并就模糊聚类数、负荷预测不确定性和节点负荷相关性对电压稳定评估结果的影响进行了比较和分析。     

一种基于模糊逻辑的电压无功控制策略

提出了一种用于综合控制并联电容器组投切和有载调压变电器分接头切换的模糊控制 算法，并将其与传统控制算法进行了比较。数字仿真结果表明，新方法不但能有效地 维持电压在一定范围内，而且有利于迅速恢复故障系统电压稳定，提高系统的同步稳定性。     

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。     

电力系统割集空间静态电压稳定域的可视化及实现

全域的可视化可以提高电力系统的可观测性，帮助调度人员快速估计系统当前的安全状态，针对应采取的预防性措施做出正确的预断。介绍了静态电压稳定域可视化系统的理论与数值仿真依据，以及在河南电网调度通信中心能量管理系统(EMS)上的可视化软件的开发情况。该软件包以定时获取SCADA实时量测数据为基础，快速计算关键断面在割集功率空间中的潮流传输极限边界，并采用OpenGL 3D图形开发技术首次实现了电力系统稳定域在EMS上的可视化，为运行调度人员提供了系统电压稳定性测度的直观显示。由于避免了大规模的连续潮流计算，每个计算周期在几秒至几分钟内（由网络规模大小决定）即可完成，因此在线电压稳定性监视功能得以实现。软件包在Digital UNIX操作平台上开发，对多种UNIX系统具有很好的兼容性和可移植性，为在新一代EMS中嵌入该功能模块奠定了良好的基础。     

改善接入系统同步稳定性的变速风电机组控制

为了改善风电接入系统的同步稳定性,采用基于能量守恒的方法构造含有风电机组的电力系统能量存储函数,以此为基础设计提高风电接入系统动态特性的双馈风力发电机控制策略,并分析了机组运行约束对控制效果的影响。控制方案利用变速风电机组特性,通过改变风机转速消除系统故障期间的不平衡能量,有效抑制系统同步机振荡。针对双馈感应型风场接入系统,在DIgSILENT/Power Factory中进行了仿真研究,仿真结果表明,不同系统运行方式下控制方案在有效改善风电接入系统同步稳定性的同时不会恶化系统电压稳定特性。     

电力系统二级电压控制的研究

介绍了二级电压控制的主要原理，提出了划分控制区域、选择先导节点和控制发电机的新方 法；同时设计了一种新的动态二级电压控制器。以EPRI—36节 点系统为例进行仿真计算，结果表明：在电压失稳的过程中，二级电压控制可以从区域电压 稳定的角度出发，协调本区域内各电压/无功支持源的无功出力，改善区域电压水平和提高 系统电压稳定性。     

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。     

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。     

暂态电压稳定性及电压跌落可接受性

阐述了暂态电压稳定、暂态电压跌落可接受和暂态功角稳定三者之间的关系，把电力系统同时保持暂态电压稳定和暂态电压跌落可接受称之为暂态电压安全，把电力系统同时保持暂态功角稳定和暂态电压安全称之为暂态安全。提出在同一次仿真过程中定量评估暂态电压稳定性和暂态电压跌落可接受性，把最临界的极限值作为系统的暂态电压安全极限。通过两个实际系统的近5万个算例验证了上述观点的有效性和可靠性。     

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。     

现代电网稳定理论和分析技术的研究方向

从环保、电力市场和跨大区联网的角度出发，讨论了现代电网对稳定分析理论和技术的挑战。从系统规划、运行规划、在线运行和稳定控制等应用方面探讨了新一代稳定分析软件应该具有的功能，指出新一代稳定分析算法的基本特征之一是为同步、电压、频率稳定性提供严格的量化指标，强调引入概率观点和风险观点，以及将稳定分析功能与电价优化功能相集成的重要意义。要实现电力系统灾变防治的目标，必须在非线性稳定理论上有所突破。文中提出了失稳轨迹在趋于无界的形态上的敏感依赖性（称之为无界混沌）以及到达不返回点之前的动态过程的敏感依赖性（称之为预无界混沌）的新概念。揭示这些现象的本质，有助于深入地理解失稳模式变化的机理，有助于动态地决定观察窗口的最短宽度以便预报系统在该窗口后的稳定性。     

基于静态等值的在线实时电压稳定性分析

在综合分析电压稳定及等值方法的基础上，结合电力系统自身的特点和要求，基于电压稳定 的基本概念提出了一种静态等值的新方法，利用这种方法可以迅速作出Q—V，P—V或P—Q曲 线，适合于在线实时分析电压的稳定性，并通过数字仿真证明了该方法的有效性。     

多机电力系统中重合闸最佳时刻的研究----第1部分 瞬时性故障最佳重合时刻的研究

论述了重合闸操作时刻对系统稳定性的影响，建立了分析多机系统中瞬时性故障下 重合闸时刻对系统稳定 性影响的数学模型，使用能量函数导出瞬时性故障最佳重合的条件为 重合成功后系统的暂态能量最小。文 中计算了瞬 时性故障下不同时刻重合成功后系统的暂态能量和系统中发电机功角及联络线功率的振荡 ，验 证了文中所确定的最佳重合时刻的正确性。这项工作为重合闸时刻的整定和最佳重合 闸的研制奠定了理论 基础。     

非自治非线性多刚体系统运动稳定性的定量分析——兼论电力系统暂态稳定性

非自治系统稳定性理论至今几乎仍是空白。虽然数值积分法可以给出精确的受扰轨迹 ，并按经验判断该轨迹是否稳定，但是缺乏稳定裕度的概念。李雅普诺夫方法不能提供稳定 的必要条件，即使对定常系统也只能为稳定性提供保守的定性结论。对于一般的非保守力系 或时变系统，几乎不可能构造严格的李雅普诺夫函数，并使其稳定域具有工程意义；而采用 不严格的李雅普诺夫函数，则甚至连稳定的充分条件也难以保证。文中对非自治非线性多刚 体系统的运动稳定性给出了严格的充要条件：互补群群际能量壁垒准则(complementarycl uster energybarrier criterion, 缩写为CCEBC)。该定量化稳定理论清晰地反映了失稳 的机理，发现并解释了非线性系统的许多特有现象；所提出的稳定裕度算法适用于任意多刚 体运动系统的大扰动稳定性评估和任意参变量极限值的求取。已在国内外电力系统暂态稳定 分析和控制工程中得到实际应用的扩展等面积准则(EEAC)就是这样的一个范例。     

非自治非线性多刚体系统运动稳定性的定量分析----兼论电力系统暂态稳定性

非自治系统稳定性理论至今几乎仍是空白。虽然数值积分法可以给出精确的受扰轨迹，并按经验判断该轨迹是否稳定，但是缺乏稳定裕度的概念。李雅普诺夫方法不能提供稳定的必要条件，即使对定常系统也只能为稳定性提供保守的定性结论。对于一般的非保守力系或时变系统，几乎不可能构造严格的李雅普诺夫函数，并使其稳定域具有工程意义；而采用不严格的李雅普诺夫函数，则甚至连稳定的充分条件也难以保证。文中对非自治非线性多刚体系统的运动稳定性给出了严格的充要条件：互补群群际能量壁垒准则(complementary-cluster energy-barrier criterion, 缩写为CCEBC)。该定量化稳定理论清晰地反映了失稳的机理，发现并解释了非线性系统的许多特有现象；所提出的稳定裕度算法适用于任意多刚体运动系统的大扰动稳定性评估和任意参变量极限值的求取。已在国内外电力系统暂态稳定分析和控制工程中得到实际应用的扩展等面积准则(EEAC)就是这样的一个范例。     

非自治非线性多刚体系统运动稳定性的定量分析——兼论电力系统暂态稳定性

非自治系统稳定性理论至今几乎仍是空白。虽然数值积分法可以给出精确的受扰轨迹，并按经验判断该轨迹是否稳定，但是缺乏稳定裕度的概念。李雅普诺夫方法不能提供稳定的必要条件，即使对定常系统也只能为稳定性提供保守的定性结论。对于一般的非保守力系或时变系统，几乎不可能构造严格的李雅普诺夫函数，并使其稳定域具有工程意义；而采用不严格的李雅普诺夫函数，则甚至连稳定的充分条件也难以保证。文中对非自治非线性多刚体系统的运动稳定性给出了严格的充要条件：互补群群际能量壁垒准则(complementary-cluster energy-barrier criterion, 缩写为CCEBC)。该定量化稳定理论清晰地反映了失稳的机理，发现并解释了非线性系统的许多特有现象；所提出的稳定裕度算法适用于任意多刚体运动系统的大扰动稳定性评估和任意参变量极限值的求取。已在国内外电力系统暂态稳定分析和控制工程中得到实际应用的扩展等面积准则(EEAC)就是这样的一个范例。