基于实测轨迹校正模型参数对电力系统频率动态过程仿真精度的影响

研究电力系统频率动态过程的重要手段是基于数值仿真的方法,但多次事故后仿真复现表明,采用现有的模型及参数无法准确描述实际电力系统的频率动态过程,仿真结果与实测轨迹之间存在明显偏差。文章首先基于WSCC系统,分析不同参数对频率动态过程的影响趋势,并基于东北电网网架结构和实测数据,在复杂多机系统中验证从WSCC系统得出的不同参数物理特性结论。基于实测轨迹并参考参数的物理特性结论校核频率动态过程仿真模型和参数,提高频率动态过程的仿真精度,对于整定低频减载方案,克服以往保守的运行方式等方面提供有效依据。     

基于轨迹灵敏度频域特征提取的电力系统仿真误差主导参数识别

电力系统动态仿真中主导参数的准确识别是进行仿真验证的前提,传统方法通过比较各参数的轨迹灵敏度时域特征大小确定主导参数.对此,提出了一种基于轨迹灵敏度频域特征提取的电力系统仿真误差主导参数识别方法.通过分析仿真误差曲线的频域特征,提取误差敏感频点;建立评估参数对轨迹灵敏度频域影响的特征指标,通过指标分析各参数轨迹灵敏度在...     

电力系统动态仿真中模型参数不确定性的定量分析

由于电力系统动态仿真模型中负荷参数存在不确定性,这使仿真结果的可信度受到影响。在研究负荷参数不确定时,采用传统蒙特卡罗分析法仿真次数过多、仿真时间过长,而采用轨迹灵敏度法又不能给出参数不确定性影响的定量表示。因此采用了一种将轨迹灵敏度法与概率分配法相结合的方法,定量分析负荷参数的不确定性对动态仿真结果的影响。在4机2区域系统上的仿真结果表明,该方法不仅能够快速分析对仿真结果影响较大的主导参数,而且能够直接输出响应与主导参数之间建立的最合适阶次的多项式关系,定量分析参数的不确定性。因此文中方法能够快速清晰地量化出主导参数的不确定性与系统稳定度之间的关系。     

基于PMU实测数据调整发电机模型参数的方法

数值仿真在电力系统动态分析中得到了广泛应用,而事实表明,仿真计算结果与实测结果之间存在较大偏差。文中提出一种基于实测轨迹调整发电机模型参数的方法,定义了衡量实测轨迹与仿真轨迹基本误差的指标体系,根据发电机参数的轨迹灵敏度分析,确定发电机参数的调整方式。两机无穷大动模试验系统的算例分析表明,模型参数调整后的仿真结果能更准确地反映实际电力系统的动态行为,验证了所提出方法的正确性。     

基于轨迹灵敏度的负荷参数辨识范围调整方法

实践表明,参数辨识范围的选取对参数的辨识效果影响很大。在分析负荷模型参数对所吸收功率的轨迹灵敏度的基础上,提出了负荷模型参数辨识范围的调整方法。首先根据动态过程中轨迹灵敏度的大小选择要调整的参数对象,然后进一步依据动态轨迹灵敏度的变化特点调整参数的辨识范围,从而达到提高负荷辨识精度的目的。实际例子充分表明了这种方法的有效性。     

基于轨迹灵敏度的动态等值模型参数分类优化方法

电力系统动态等值模型必然存在一定误差,边界联络线功率对等值模型参数的轨迹灵敏度揭示了等值模型误差与模型参数之间的量化联系,可据此优化等值模型参数。为此,提出了基于轨迹灵敏度的动态等值模型参数分类优化方法。首先,介绍了轨迹灵敏度及其计算方法;然后,讨论了考虑综合负荷的电力系统动态等值模型的一般结构,根据不同参数轨迹灵敏度的特点,将模型主导参数划分为静态、动态主导参数进行分类优化;最后,将算法应用于IEEE10机39母线算例系统,对等值模型中的虚拟阻抗、惯性时间常数、定子电抗及转子电阻等参数进行了优化。仿真结果表明,该方法能有效提高等值模型精度,且所需计算量小,优化速度快,具有良好的应用前景。     

基于实测频率轨迹的机组调速器参数辨识

提出了一种基于实测频率轨迹曲线实现调速系统参数辨识新方法。建立了调速器系统的输入输出模型,并证明了相应参数的可辨识性。通过设计接口直接调用PSASP软件的机电暂态仿真计算模块,获得电力系统受扰之后的仿真频率曲线;进而基于粒子群优化算法对调速器参数进行调节,使得仿真频率曲线与实测频率曲线尽可能接近,从而实现基于实测频率轨迹曲线的发电机组调速系统参数的辨识。实际系统的算例证明了所提出方法的有效性和正确性,同时所设计的接口在一定程度上扩展了PSASP软件的应用范围。     

电力系统频率动态过程仿真中锅炉动态特性影响研究

在对实际大区域电网进行频率动态过程的研究中发现,仿真所得的频率轨迹与量测装置记录到的实测轨迹偏差较大。解释了轨迹偏差产生的原因和特点,指出仿真系统中所采用的火电机组负荷调节系统模型中未考虑锅炉主蒸汽压力对频率动态过程的影响。根据分析,在仿真系统中自定义了计及锅炉动态特性影响的机组负荷调节系统模型。考虑锅炉动态特性对发电机组输出功率的影响,将模型中锅炉主蒸汽压力侧的影响等效为一阶惯性环节,应用调整后的模型进行仿真计算。为使频率动态过程的仿真轨迹与实测轨迹相接近,进一步修正了惯性环节中的时间常数。     

运用轨迹灵敏度的电力系统动态安全控制

根据Banach空间范数的定义，提出了电力系统运行状态与控制目标之间的距离指标的概念。在故障后系统轨迹灵敏度理论的基础上进一步拓展，提出了将上述距离对可控的系统运行变量的灵敏度矢量的概念，并指出按此灵敏度矢量可以实现电力系统的动态安全控制。对所提出的运用轨迹灵敏度的电力系统动态安全控制问题给出了算法，并在IEEE 4机11节点试验系统上进行了计算。计算结果表明了该动态安全控制方案的有效性。     

基于轨迹灵敏度分析的电力系统稳定器参数优化设计

提出了一种基于时域仿真的电力系统稳定器(PSS)参数优化方法.该方法将PSS的参数设置归结为优化问题,首先通过轨迹灵敏度仿真得到目标函数的梯度信息,再应用共轭梯度技术优化多个PSS参数.由于在目标函数中考虑了电力系统大扰动中的非线性特征,该方法可以抑制小扰动引起的自发性振荡及有效阻尼大扰动引起的系统振荡.在两个IEEE典型系统上进行的特征值分析及时域仿真结果验证了该方法的实用性和有效性.     

根据量测轨迹计算轨迹灵敏度的卷积法

轨迹灵敏度刻画系统中某一参数、初始条件发生微小变化时系统动态轨迹的变化程度。轨迹灵敏度已应用于参数辨识、动态安全分析等电力系统研究领域。直接由定义计算轨迹灵敏度通常依赖于数值积分的方法,不仅计算费时,模型和参数的误差会影响轨迹灵敏度的计算结果,而且不能充分揭示轨迹灵敏度的物理本质。文中提出一种基于量测轨迹的轨迹灵敏度计算方法,可以克服上述缺点。将时域响应轨迹变换到复频域后,根据轨迹在复频域上的分析性质,证明了轨迹灵敏度可以表示为系统的阶跃响应轨迹与脉冲响应轨迹的卷积或它们的线性组合。电力系统算例表明所提出的方法简捷、有效、可行。     

基于轨迹灵敏度的励磁系统参数可辨识性分析

针对在有限测点下励磁系统部分参数关联形成隐函数导致辨识结果不稳定的情况,提出一种关联参数的辨识方法。首先,利用奇异值分解选取子列集的方法将励磁系统参数划分为关联参数集和非关联参数集。其次,为降低对关联参数赋经验值消除关联性时,经验值与实际真值存在偏差对系统参数辨识结果精度的影响,选择灵敏度较小的参数作为关联参数代表赋值。为避免选取参数代表时重新引入关联参数,需进一步明确每个参数间的关联关系。为此,构造轨迹灵敏度矩阵求出判别系数,根据判别系数将相关联的系统参数划分至几个独立的隐函数参数集。仿真结果表明,该方法不仅能够有效判别励磁系统参数的可辨识性,而且可以尽可能地降低由于赋值偏差而对降阶后系统参数的辨识精度影响。     

根据量测轨迹计算多机电力系统轨迹灵敏度的新方法

轨迹灵敏度是电力系统动态安全分析的重要工具。文中提出一种多机电力系统中基于轨迹计算轨迹灵敏度的新方法。基于多机电力系统模型,构建了多机电力系统中轨迹和轨迹灵敏度之间的数学关系,提出了基于轨迹的轨迹灵敏度计算方法,仅基于轨迹之间的相互卷积即可直接计算多机系统轨迹对元件参数的灵敏度。对New England 10机39节点系统进行了仿真分析,结果验证了该方法的有效性。基于轨迹的轨迹灵敏度计算方法揭示了电力系统中轨迹灵敏度与轨迹之间的物理联系,可以避免仿真参数的误差对轨迹灵敏度计算的不利影响,为基于轨迹分析电力系统动态行为提供了新的途径。     

基于轨迹灵敏度的同步发电机参数辨识

为提高同步发电机暂态及次暂态参数辨识精度,提出了一种基于轨迹灵敏度的同步发电机参数辨识方法。首先确定了基于轨迹灵敏度的辨识数据区间选取方法,将量测的发电机参数的轨迹灵敏度作为指标,根据该指标的衰减程度,选取暂态及次暂态参数信息含量较大的量测数据作为辨识数据,以提高相应参数的辨识精度;其次采用抗差优化模型作为机组参数辨识优化模型,以提高参数辨识模型的抗干扰能力。算例验证了所提方法的有效性。     

基于灵敏度计算的电力系统参数可辨识性分析

对于简单电力系统建模中参数可辨识性问题,以往采用解析方法可以进行分析。但对于大规模电力系统,解析方法难以进行。文中发现了电力系统参数的可辨识性与灵敏度之间的关系。提出先根据灵敏度的相位来判断参数能否唯一辨识,再根据灵敏度的大小来选择可辨识的重点参数,最后采用蚁群算法优化重点参数。通过算例分析,证明了上述方法的可行性。     

轨迹灵敏度分析下的TCSC参数优化设计

提出了一种基于时域仿真的可控串联电容补偿(TCSC)及其附加阻尼控制器的参数优化方案。该方案以表征系统振荡相对动能的发电机角速度的平方最小为目标函数,通过轨迹灵敏度仿真得到目标函数的梯度信息,再应用共轭梯度法优化TCSC阻尼控制器参数。数字仿真表明,在发电机振荡模式和区域间振荡模式下,可有效提高大区域系统的动态稳定性。     

基于特征值灵敏度的电力系统稳定器配置及参数整定

提出基于特征值对PSS传递函数的灵敏度以及阻尼比对PSS放大倍数的灵敏度分析方法,分别进行PSS的配置以及放大倍数的整定,并通过四机两区域典型系统验证文中所提方法的有效性.     

基于轨迹灵敏度的电网最优无功控制策略研究

针对电网在故障后的电压稳定问题,文章基于轨迹灵敏度分析方法,提出一种新的对于电压稳定问题的无功控制策略。应用该方法,可以利用灵敏度信息,迅速确定最佳无功补偿点,并且能直接计算出所需的无功补偿量。相比于现有的方法,该方法具有过程简单、计算量小、控制结果精确的特点。文章给出了在10机39节点新英格兰典型电力系统上的算例,验证了所提出方法的高效性和精确性。