SVC与TCSC优化配置在电力系统静态电压稳定中的应用

为提高电力系统静态电压的稳定性,提出将静止无功补偿器(static var compensator,SVC)与可控串联补偿装置(thyristor controlled series compensator,TCSC)相结合并作用于电力系统线路中,运用动态连续潮流法计算电力系统静态电压稳定裕度的新方法。首先建立SVC与TCSC的稳态模型;然后引入节点参数因子和支路参数因子的概念,运用模态分析法确定系统母线和支路的薄弱点,并联SVC对母线薄弱点进行无功补偿,串联TCSC优化薄弱线路功率分配;最后运用动态连续潮流法求出静态电压稳定裕度。以IEEE-14节点系统进行仿真计算,并对无灵活交流输电(flexible AC transmission system,FACTS)装置、单独安装SVC或TCSC、SVC和TCSC相结合情况下的系统静态电压稳定裕度值作比较,结果表明所提新方法能够快速、准确地提高电力系统静态电压稳定性。     

STATCOM对电压稳定性影响的分析与探讨

对STATCOM在电力系统小干扰电压稳定和大干扰电压稳定的作用进行了分析与探讨.针对WSCC-3机9节点系统,进行了小干扰电压稳定和大干扰电压稳定2项仿真.仿真结果表明装设STATCOM能够有效提高系统的电压稳定性.     

基于正规形理论的SVC选址研究

随着电力需求的飞速增长。电力系统互联程度不断加强,电压稳定性问题日渐突出。静止无功补偿器（StaticVarCompensator,SVC）能够提供无功补偿,以维持节点电压稳定,目前在电力系统中已有广泛应用。研究SVC装置选址问题,通过正规形分析,以非线性参与因子和二阶参与因子为依据,且以系统特征值为衡量指标,确定SVC的最佳选址,最后通过PSAT工具箱时域仿真分析安装SVC后对系统电压稳定性的影响,     

基于ESA的风电场并网系统静态电压稳定性分析

以特征结构分析法(ESA)为理论基础,探讨了基于异步风力发电机组的风电场接入系统后对系统电压稳定性的影响.采用最小模特征值和参与因子作为衡量指标,给出了系统的静态稳定裕度,指出了系统中最有可能发生电压不稳定的节点和区域.通过将风电场接入标准IEEE39节点测试系统并进行计算和分析,结果表明:风电场及其附近节点具有较强的参与特性,是影响系统电压稳定的关键区域;风电场接入后系统的静态稳定裕度降低,弱稳定区域扩大,在风力发电机机端装设补偿装置可以有效地改善系统的静态稳定裕度; 风电场的接入降低了系统的负荷裕度,但是对系统达到极限负荷时的失稳区和失稳模式没有明显影响.     

基于ESA的风电场并网系统静态电压稳定性分析

以特征结构分析法（ESA）为理论基础,探讨了基于异步风力发电机组的风电场接入系统后对系统电压稳定性的影响。采用最小模特征值和参与因子作为衡量指标,给出了系统的静态稳定裕度,指出了系统中最有可能发生电压不稳定的节点和区域。通过将风电场接入标准IEEE39节点测试系统并进行计算和分析,结果表明：风电场及其附近节点具有较强的参与特性,是影响系统电压稳定的关键区域;风电场接入后系统的静态稳定裕度降低,弱稳定区域扩大,在风力发电机机端装设补偿装置可以有效地改善系统的静态稳定裕度; 风电场的接入降低了系统的负荷裕度,但是对系统达到极限负荷时的失稳区和失稳模式没有明显影响。     

电压稳定的概率特征根分析

将传统的小干扰电压稳定性分析法扩展到基于一般性多机系统表达(GMR)技术的概率特征根分析环境。在正态分布的假设下,考虑了由节点功率运行曲线确定的系统多运行方式。某特征根位于复平面左半平面的分布概率表征了该模式的稳定程度,从而由特征根的分布概率和特征根对节点电压的电压失稳模式系数可以判断系统多运行方式时系统电压稳定的薄弱点,同时可为SVC的安装地点提供选择依据。在3机9节点系统上的计算分析表明了该方法的有效性,对目前多馈入交直流混合输电系统中凸现的电压稳定性问题的研究具有一定的意义。     

应用微分同胚正规形提高静态电压稳定

无功功率的合理补偿是电力系统稳定性和安全运行的一个重要因素,为研究其补偿方式,采用微分同胚正规形理论分析电力系统的潮流方程,提出了以节点电压非线性参与因子为指标来衡量电力系统中不同节点无功功率对静态电压稳定性的影响程度的方法。根据最危险模式的节点电压非线性参与因子大小分配无功功率,可以得到合理的无功补偿方式,有效地增强电力系统的电压稳定性。将所提出的方法用于New England39节点系统的仿真结果表明,随着电压非线性参与因子之间差值的减小,无功补偿方式趋于合理,系统电压稳定性逐渐提高。因此,节点电压非线性参与因子是分析电力系统电压稳定性的一个有效指标,可以用该指标对无功进行合理的分配,从而提高电力系统静态电压稳定性。     

面向大型新能源基地小干扰稳定性提升的调相机选址方法

随着电力电子设备的并网规模增加,电力系统电网强度相对降低,小干扰失稳风险增加。调相机可为大规模电力电子设备馈入的电力系统提供电压支撑,降低系统失稳风险,但量化调相机对系统稳定性提升效果的研究尚不成熟,选址规划方法缺乏。为此,文中首先建立了含调相机的多馈入系统动态模型;其次,揭示了调相机提升系统电网强度和提高系统稳定裕度的机理;最后,从提升系统稳定裕度的角度研究了调相机优化选址的方法。通过改进的2区4机系统和39节点系统的仿真算例验证了所提方法的有效性。     

计及感应电动机负荷的静态电压稳定性分析

该文建立计及感应电动机机电暂态过程的单负荷无穷大系统的小干扰电压稳定分析数学模型，分析了感应电动机负荷参数变化对小干扰电压稳定性的影响。以简单系统为例，说明了基于潮流模型的静态电压稳定指标的共同物理本质，文中通过不同感应电动机负荷参数的小干扰稳定分析和时域仿真，对基于潮流模型的静态电压稳定指标进行了准确性分析。分析结果表明：以前基于潮流模型的静态电压稳定指标忽略了电力系统的动态负荷因素，其指标认为是电压稳定的系统却可能发生电压失稳，因此，基于潮流模型的静态电压稳定指标是不准确的。该文提出的小干扰电压稳定分析数学模型是电压稳定的一种简化分析，在实时等值系统的基础上具有在线应用的前景。     

基于改进型PEM和L指标的含风电场电力系统静态电压稳定评估

快速、准确地评估系统电压稳定性对于大规模风电并网后电力系统安全运行具有重要意义。为此,提出一种基于改进型点估计法(point estimate method,PEM)和局部电压稳定指标(L指标)的含风电场电力系统静态电压稳定评估方法。首先,提出一种改进型PEM计算L指标各阶矩和半不变量,并结合Cornish-Fisher级数展开获得其概率分布,相比于传统2n+1法,在无须涉及更高阶矩等复杂计算下可提升L指标分布的拟合精度;然后,利用风险偏好型效用函数定义计算各节点电压失稳风险度,完成含风电场电力系统静态电压稳定评估,识别系统电压稳定薄弱节点;最后,基于该风险度引入风电并网电压稳定因子,并由此分析风电对系统静态电压稳定的影响。采用改进的IEEE-14和39节点系统算例验证了所提方法的可行性和有效性。     

基于模态法的静态电压稳定性分析

提出了基于模态法的静态电压稳定性分析的新方法,通过建立模态法的静态电压稳定分析数学模型,求取潮流方程雅可比矩阵的最小特征值及其相对应的特征向量,以最小模特征值来间接评估系统的静态电压稳定裕度,并在此基础上提出了参与因子指标,计算各个节点在最小特征值下的节点参与因子来找出哪些节点或区域的电压稳定性较差.通过对某大型电网进行研究,得到其相应的电压薄弱区域,并与灵敏度分析法所得到的结果进行对比,结果基本一致,从而验证了本文方法的合理性与有效性。     

一种提高电力系统静态电压稳定裕度的切负荷算法

电力系统运行过程中发现静态电压稳定裕度低于临界值时,应及时采取控制措施以提高静态电压稳定裕度。给出一种电力系统静态电压稳定裕度的在线估计和提高静态电压稳定裕度的切负荷算法。该方法首先利用节点静态电压稳定指标（voltage stability index,VSI）识别出系统的薄弱节点,然后通过电压幅值优化来提高薄弱节点的电压幅值进而达到提高静态电压稳定裕度的目的。我国某实际682节点系统的仿真表明所提切负荷方法具有计算量小、速度快等特点。     

电力系统无功补偿点的确定及其补偿方法

基于对临界电压和临界功率在静态电压稳定极限作用的分析,本文讨论简单交流电路的电压电流特性,提出了确定电力系统无功补偿点的方法。讨论了静止无功补偿器(SVC)的作用,指出在电压临界崩溃点采用SVC装置用作无功补偿有利于系统电压稳定的观点。5节点算例表明,补偿效果比较显著。     

电力系统无功补偿点的确定及其补偿方法

基于对临界电压和临界功率在静态电压稳定极限作用的分析,本文讨论简单交流电路的电压电流特性,提出了确定电力系统无功补偿点的方法。讨论了静止无功补偿器(SVC)的作用,指出在电压临界崩溃点采用SVC装置用作无功补偿有利于系统电压稳定的观点。5节点算例表明,补偿效果比较显著。     

含静止同步串联补偿器的电力系统电压稳定性奇异值分析法及指标计算

提出了一种静止同步串联补偿器(static synchronous series compensator,SSSC)混合模型,推导了电力系统中加入SSSC模型后的潮流方程。在潮流计算和奇异值分解的基础上,构建了基于SSSC混合模型和奇异值分解的电压稳定性弱节点判别指标及最危险负荷增长方式指标。利用奇异值分析法,深入分析了在负荷平均增长和最灵敏节点负荷增长2种情况下,SSSC对电力系统电压稳定性的影响。研究了采用弱节点判别指标和最危险负荷增长方式指标确定系统最薄弱节点和负荷增长最快节点的方式。证明了在系统最薄弱节点和负荷增长最灵敏节点线路中加入SSSC后能提高电力系统电压稳定性。对IEEE14节点系统进行了仿真计算,验证了所构建的SSSC混合模型以及2个电源稳定性分析指标的可行性、有效性和适用性。     

应用分岔理论分析SVC对电力系统电压稳定性的影响

基于分岔理论的电力系统电压稳定分析对于深入理解电压失稳机理有重要意义,特别是对于灵活交流输电系统,如静止无功补偿器等,分岔理论能够有效分析系统的动态控制特性对电压稳定的影响。利用非线性动力系统的分岔理论,使用通用分岔分析软件AUTO2000对典型的含SVC系统和不含SVC系统进行电压稳定的分析,得出了系统在两种情况下的分岔点数值。研究发现,通过添加静止无功补偿器(SVC),可以延迟系统的Hopf分岔点和鞍结分岔点,增加负荷极限,从而提高了系统电压稳定性。之后又通过双参数分岔分析确定了两维分岔边界。结果表明,在使用SVC控制器提高系统电压稳定性时,要详细考虑其参数对系统中各种分岔的影响,综合优化控制器的设计和安装。     

风光并网对河南电网系统稳态影响

大规模风光发电并网是未来电网发展的必然趋势,然而,风光发电功率的强间歇性与随机性势必会对电网的稳定运行和优化控制带来影响。以河南电网冬季大运行方式下的规模风电、光伏电源联合接入电网为研究背景,利用连续潮流法,计算在新能源发电接入系统后的区域电网潮流分布;考虑区域电网未来发展趋势,逐步增加新能源的渗透率,对系统内多类型节点电压越界情况分析,判断区域内电压薄弱节点,并计算系统风电与光伏发电的最大消纳量;应用P-V曲线潮流分析方法测算出电压稳定极限及对应的有功功率,得到不同渗透率下系统所对应的静态电压稳定性;同时结合日负荷曲线,分析在目前状态下及所计算的最大渗透率下,系统任一时刻各中枢点电压水平。结果表明:在目前及新能源最大渗透率下,系统各节点电压值均处于正常范围。     

SVC最优选址在南京电网中的应用

从电力系统潮流分布的角度来看,SVC是一种反馈式的补偿措施,它在电力系统方面的影响可以认为是对相关变量空间的一种拓扑变换,从而等价性地保全电力系统的局部拓扑,因此,如何选择SVC的安装地点就非常重要.通过模态分析方法计算出各负荷母线的母线参与因子,并通过母线参与因子大小确定薄弱母线与薄弱区域,从而确定SVC的最佳安装地点.并将此方法应用于提高南京实际电网的静态电压稳定性,从而为SVC安装地点的选择提供理论基础与应用参考.     

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。     

基于渐近数值法的静态电压稳定域边界高阶拟合方法

为实现静态电压稳定边界的快速准确计算,提出了一种基于渐近数值方法拟合静态电压稳定边界的算法。算法对电压崩溃点处的方程组进行分析,得到了静态电压稳定边界高阶偏导数的通式。基于渐近数值方法,分析了拟合误差与边界范围的关系。所提方法一方面避免了传统方法的多次潮流计算,耗时降低且有更高的精度;另一方面,计算高阶偏导数时可复用已有系数矩阵的因子表,计算量小。最后,给出了基于算法的相关应用,并将IEEE 118节点系统作为算例,验证了本算法的有效性。