基于故障后最小动能轨迹的同步发电机暂态稳定性分析方法

为了简单并准确地分析同步发电机暂态稳定性,提出结合时域仿真,并分别利用故障后系统稳定和不稳定时的故障切除时间和最小动能线性连接的交点,得到同步发电机的故障临界切除时间的混合评价方法。针对同步发电机模型不考虑阻尼和考虑阻尼2种情况,对提出的基于故障后最小动能轨迹暂态稳定性混合评价方法,分别进行了故障临界切除时间的计算,并和传统的故障后最小动能轨迹方法、时域仿真方法结果进行了比较。结果表明混合方法计算精度优于传统的故障后最小动能轨迹方法,该计算方法比时域法更简单。     

基于轨迹信息的发电机暂态稳定指标分析方法

在已知各发电机相角及角速度的条件下，构造了一种δ-Ek扩展相平面。基于各相δ-Ek扩相平面的轨迹信息提出了一种发电机暂态稳定指标，并给出了相应的分析方法。特点是采用曲线拟合的方式。根据上述轨迹的曲线形状，可以快速算得发电机在故障后的暂态稳定指标。经过算例的验证，该稳定指标能够定量地描述发电机承受故障的能力，从而用来衡量故障后系统中各发电机的稳定程度。     

电力系统暂态稳定性分析计算的新方法

本文提出了多机电力系统短路故障的暂态稳定性分析采用以加速最快的发电机的临界相对速度是否能降至零作为稳定判据,使用泰勒级数展开式计算。此法比以临界能量作为稳定判据更简便、快速。并以实例证之。     

电力系统暂态稳定分析方法的探讨

对电力系统暂态稳定分析的数值仿真法和直接法作了论述，并总结了这两种方法在分析电力系统暂态稳定性方面的优、缺点，最后从满足模型适应性和计算速度与精度的要求出发，对电力系统暂态稳定分析方法作了展望。     

暂态稳定性的定量分析—轨迹分析法

本文给出了一种以暂态能量函数为工具分析常规暂稳程序输出结果的方法。该方法可给出各发电机的稳定指标S_i和不稳定指标U_i,借此可有效地克服数值仿真法不能定量评价各发电机暂态稳定性的缺点,使对暂稳程序输出结果的分析定量化、计算机化。本文给出的指标优于Fouad等所提出的指标。     

基于轨迹灵敏度的电力系统暂态稳定性定量评估

轨迹灵敏度是定量描述参数对动态系统行为影响的数学工具,蕴含了丰富的系统动态信息。分析了功角相对于故障切除时间的灵敏度与电力系统暂态稳定程度之间的关系,在惯性中心(COI)坐标系下,建立了定量评估发电机暂态稳定程度和全系统暂态稳定程度的指标体系。通过对单机无穷大(SMIB)系统和New England10机39节点系统的算例分析,结果验证了所提指标的单调性和有效性。将基于轨迹灵敏度的稳定评价指标与轨迹分析方法所提出的稳定指标相比较,结果表明评估电力系统暂态稳定性的指标仅需一次仿真计算即可准确评估发电机和全系统的暂态稳定性,无需建立能量函数、计算更为简捷,具有较好的应用价值。     

应用轨迹灵敏度计算临界切除时间新方法研究

文章提出对故障切除时间轨迹灵敏度的概念和算法。研究了将该轨迹灵敏度映射为（归一化和修正）能量函数的）最小动能灵敏度的方法。并应用上述结果发展了故障临界切除时间的灵敏度分析方法。该方法的优点是灵敏度分析对系统模型没有限制，且具有过程简单、计算效率高的特点。当故障切除时间略大于临界切除时间时，仅需要一次仿真就可以准确地估算临界切除时间。在工程上，该方法可用于快速分析故障的稳定裕度。在10机39节点新英格兰典型电力系统上分析结果验证了该临界切除时间估算算法的精度和有效性。     

电力系统暂态稳定分析方法的探讨

对电力系统暂态稳定分析的数值仿真法和直接法作了论述,并总结了这两种方法在分析电力系统暂态稳定性方面的优、缺点,最后从满足模型适应性和计算速度与精度的要求出发,对电力系统暂态稳定分析方法作了展望.     

基于相轨迹凹凸性的电力系统暂态稳定性识别

随着基于GPS的功角测量技术在电力系统中的广泛应用，在线识别系统不稳定成为可能，其对于暂态稳定紧急控制具有重要意义。该文研究了一种更快的在线暂态不稳定识别方法。在严格证明了一个猜想正确性的基础上，提出了一种改进的不稳定性识别方法，该方法仅使用了观测数据，而不受运行时刻网络的结构、系统参数和模型影响。证明过程中，模型计及了阻尼参数的影响，从而保证了证明过程更加合理。文中根据系统轨迹的凹凸性定义，还提出了一种新的判据指标Dk，用来识别系统的不稳定。仿真结果显示了该识别原理的正确性，以及能够更快地更有效地识别出系统不稳定。由于该方法的可靠性和要求很少的计算量，能够实际应用于失步保护设计中。     

基于轨迹信息的暂态稳定裕度研究

以详细数值积分得到的轨迹信息为基础,利用轨迹暂态能量函数的概念和思想,提出了一种理化系统稳定性的方法,即构造了暂态稳定指标ＳＩ和不稳定指标ＵＩ,数值仿真结果表明,所构造指标是合理和有效的。该方法克服了数值积分只能定性分析不能定量分析稳定性的缺点,同时具有数值积分的优点－－广泛的模型适用性。     

虚拟同步发电机的暂态稳定性分析

虚拟同步发电机通过模拟传统同步发电机的摇摆方程实现换流器的虚拟惯性控制,在大扰动下同样存在暂态失稳现象。文中分析了单机无穷大母线连接方式下虚拟同步发电机的暂态稳定性。首先,建立了虚拟同步控制的换流器的大信号模型并基于奇异摄动理论对系统进行降阶,通过与电磁暂态仿真模型进行对比验证了模型的正确性。然后,在此基础上引入胞映射方法对降阶模型的全局非线性进行分析,求出了以虚拟角速度和虚拟相角表示的相平面的吸引域及故障临界切除时间,并对影响虚拟同步发电机大扰动下稳定性的关键因素进行分析,分析结果与小信号分析的结果进行对比。分析表明,系统参数如电网内阻抗、输送功率、虚拟惯量、阻尼系数及滤波器参数等都对虚拟同步发电机的暂态稳定性有重要影响。最后,基于MATLAB/Simulink仿真验证了结论的正确性。     

Transient stability evaluation method based on kinetic energy of postfault trajectories

It is very important to maintain supply reliability in the deregulated environment. The transient stability problem is one of the major concerns in studies of planning and operation of power systems. Time domain simulation is currently the best available tool for allowing the use of detailed models and for providing reliable results. The main limitations of this approach involve long computation times. Therefore, this paper proposes a transient stability evaluation method using minimum transient kinetic energy of postfault trajectories. This method can estimate critical clearing times with only two points of the minimum transient kinetic energy, regardless of whether the trajectories after the clearing time are stable or unstable. The validity of the proposed method is shown by simulation studies with the IEEJ EAST 10‐machine 47‐bus system. © 2010 Wiley Periodicals, Inc. Electr Eng Jpn, 174(3): 18–24, 2011; Published online in Wiley Online Library ( wileyonlinelibrary.com ). DOI 10.1002/eej.21018     

基于OMIB的孤立稳定域现象研究

针对实际系统暂态稳定评估中遇到的“孤立稳定域”现象,用经典单机无穷大母线(OMIB)系统进行了详细的稳定分析。分别采用等面积法则、势能界面(PEBS)直接法和稳定域分析法研究这一现象的原因。在不考虑系统阻尼的情况下,这一现象具有周期性。极限切除时间指标在这种情形下会失灵。文中推导并给出了自治OMIB系统多摆切除,下一摆失稳的极限切除角计算公式。     

同步发电机不同实用模型对暂态稳定极限准确性的影响

电力系统暂态分析常用的发电机模型是在Park方程基础上引入不同假设得到的假设A和假设B实用模型。为了研究两种实用模型对同步发电机暂态稳定极限计算结果准确性的影响,以单机无穷大系统为例对两种实用模型计算的暂态稳定极限进行对比分析,并用经过实验验证的时步有限元结果对其进行校核;对比分析了发电机与系统强弱连接时,不同发电机模型所计算的暂态稳定极限的差异。通过分析得出,假设A计算的暂态稳定极限功率与时步有限元模型结果更接近,因此该模型更为准确。     

基于感应电动机的暂态电压失稳分析

采用典型系统分析了暂态电压失稳现象。当系统负荷中包含感应电动机且达到一定比例时,暂态电压失稳现象就可能出现。电动机负荷所占比例越高、载荷率越大,越易发生暂态的电压失稳,负荷中电动机的比例对暂态稳定的故障临界切除时间有着较为明显的影响。详细分析了负荷中电动机的比例对暂态失稳模式和故障临界切除时间影响的原因,最后用某电力大系统中的暂态电压稳定仿真验证了上述结论。研究表明,电动机负荷特性和比例对系统暂态稳定有着明显影响。     

基于暂态电压稳定指标的动态无功优化配置方法

以往的动态无功配置方法大多以确保静态电压稳定为目标,而快速可控的动态无功补偿装置更适用于抑制电网的暂态电压失稳。文中首先分析并指出故障后的极限切除时间是系统暂态电压稳定性的一个衡量指标,安装动态无功补偿可以延长故障的极限切除时间。根据这种特点提出了一种基于极限切除时间指标的动态无功优化配置算法,比较各种配置方案对电网故障后极限切除时间的改变量以得到最优方案。通过IEEE 39母线系统的算例说明了该方法的有效性。     

基于支路势能法的电力系统暂态稳定性研究

电力需求紧张和大区间的电网互联,使得大扰动下电力系统的暂态稳定问题备受关注.暂态稳定分析目前最常用的方法仍是时域仿真法,而基于Lyapunov函数的能量函数法则为暂稳分析提供了新的途径.能量函数法是有效的暂态稳定性分析方法,由经典模型到结构保持模型、由全局能量函数到局部能量函数的改进使得该方法的精确性和实用性逐步增强.鉴此,对暂态稳定性分析的支路势能法在大系统上进行了研究和分析,提出了详细模型下的支路势能的表达式,并在UK20机100节点大系统上对其表征参数及多摆现象进行了验证.结果表明,支路势能法的稳定性指标能够准确地反映出系统的暂态稳定性水平,并具有良好的适应性.     

基于虚拟同步机的变流器暂态稳定分析及混合同步控制策略

针对采用组网型控制策略(以虚拟同步机控制为例)且考虑电流限幅的电压源型变流器(VSC)暂态稳定性差且失稳机理不明的问题,首先从传统同步机的暂态稳定分析方法入手,定性地分析了组网型VSC的暂态过程.然后,通过基于相图的非线性微分方程的分析方法,定量研究了组网型VSC的暂态失稳机理,并提出了一种结合了传统同步机摇摆方程和锁相环的新型同步方法(称为混合同步控制),使得VSC不仅具备频率响应的能力,而且其暂态稳定裕度得到了大幅提高.最后,通过MATLAB/Simulink搭建的仿真模型验证了分析方法的准确性和所提控制方案的有效性.