直接电压控制构网型变流器控制参数暂态稳定影响分析

目前针对直接电压控制构网型变流器暂态失稳模式的演化和控制参数对暂态稳定的影响机理尚需进一步深入研究。首先,分析了两种常见电流限幅策略对变流器暂态稳定性的影响,归纳总结出3种暂态失稳演化路径。其次,通过极限切除时间、极限切除角揭示了变流器有功环节不同参数对暂态稳定的影响规律,并针对直接电压控制构网型变流器的内电势和并网点电压之间的非线性关系,使用变流器临界势能为指标,揭示了变流器无功环节不同参数对稳定性的影响规律。在此基础上,解释了不同控制环节参数对变流器暂态稳定性的影响出现反常规律的机理。最后,在PSCAD仿真平台上通过算例验证了理论分析的正确性。

电力系统在线安全稳定综合辅助决策

将各种安全稳定问题按重要和复杂程度进行排序,获得各问题的计算队列,确保优先给出对电网安全稳定运行影响程度高的安全稳定问题对应的辅助决策;采用安全稳定性指标对候选控制措施的灵敏度或参与因子信息作为安全稳定约束,避免各类辅助决策功能给出相互矛盾的控制措施;各辅助决策功能通过计及队列中之前的辅助决策措施,避免同时调整同一类控制措施;针对不同类型的控制措施,通过设置优先级顺序,计算各控制措施的综合性能指标,根据设置的门槛值筛选有效控制措施并同时调整性能代价相近的措施,确保辅助决策给出的控制策略符合调度运行人员的操作习惯。通过对华北电网的案例分析验证了该方法的有效性和实用性。

暂态稳定预防控制及极限功率集群计算

为了解决大规模电网暂态稳定预防控制和极限功率计算量大的问题,提出了满足在线计算要求的集群计算方法。该方法采用扩展等面积准则(EEAC)计算机组参与因子,按多故障裕度加权并计及控制代价得到控制性能指标,将机组排序后首尾配对依次参与控制,形成多个调整方案后并行计算。极限功率计算中按临界群参与因子大则优先增加、余下群参与因子小则优先减少的原则调整机组出力,枚举可能功率挡位后并行计算。华北、华中和川渝联网数据的算例分析验证了所提出方法的快速性和有效性。

基于机组出力调整的小干扰稳定辅助决策计算

小干扰稳定辅助决策根据状态估计结果和元件模型参数在线计算机组出力调整措施,以提高弱阻尼模式的阻尼至指定安全值,从而抑制低频振荡。具体方法为:将参与因子作为机组出力调整的性能指标,避免额外的计算时间;根据模态相角将机组分为2群,通过功率摄动法确定2群机组的出力调整方向;根据频率和机组的分群信息确定控制后的模式阻尼;结合机组在不同模式中的参与因子和出力调整方向确定协调控制时的出力调整方向;采用灵敏度法分别计算提高单个模式阻尼的机组出力调整措施;采用给定范围的特征值计算校核合并后的控制措施,确定控制措施的有效性,同时协调控制多个弱阻尼模式的机组出力调整措施。在某大区电网的应用实例,验证了所提出的小干扰稳定辅助决策计算方法的有效性。

暂态稳定控制切机负效应问题的2个实例

探讨了山东电网分布式稳定控制系统的策略计算中发现的电力系统暂态功角稳定控制切机负效应问题的2个实例。验证了EEAC(扩展等面积准则)对切机负效应问题的剖析,并结合实例解释其机理。

基于广域测量信息和直流功率支援的低频振荡抑制方法

利用直流系统输送功率快速可控的特点,可以通过直流功率调制来改变交流联络线的潮流,起到抑制低频振荡的作用。文中分别从直流线路选择、功率支援时机、支援量三方面研究了直流功率支援抑制低频振荡的关键技术。采用广域动态信息识别主导振荡模式,采用广域稳态信息计算主导发电机输出功率转移分布因子、直流功率传输转移分布因子和直流控制敏感因子,根据该敏感因子的大小来选择实施功率支援的直流线路,以南方电网为例验证了该方法的正确性和有效性。通过理论分析和时域仿真,得出功率支援的最佳时机是在功角正向摆动的起始时刻,功率支援量较少时对低频振荡的抑制作用不明显,而支援量较大时则会引起反相振荡。最后提出定功率控制模式和定电流控制模式对于功率提升抑制低频振荡效果影响不大。

在线预决策紧急控制系统中的若干问题

探讨“在线预决策、实时匹配”暂态稳定紧急控制技术中的伪量测量设置问题和暂态后的静态安全分析问题。针对紧急控制系统的量测量有限的困难 ,利用 EMS提供的信息和典型方式信息 ,采用二次规划法补充伪量测量。除了保证整个系统的暂态稳定性外 ,还考虑了系统在实施紧急控制后的静态安全性。这两种算法的可行性和有效性已在山东电网和广东韶关电网的在线预决策系统中得到工业验证。

基于线性化模型的电力系统强迫功率振荡分析

电力系统强迫功率振荡为持续的周期性小扰动所引起低频振荡现象。基于电力系统的线性化模型,从频域分析的角度阐述了强迫振荡的机理、主要影响因素和工程分析方法,得出如下结论:当扰动频率接近系统固有的振荡频率时,可能激发系统的强迫功率振荡;固有振荡模式的阻尼比越小,强迫功率振荡幅值越大;对系统固有振荡模式参与程度较高的机组上施加扰动,同时输出响应对此模式的可观性亦较好时,强迫功率振荡幅值取得极大值。

互联电网预防控制和紧急控制在线预决策系统

针对电网互联和电力市场化给电网安全稳定经济运行带来的挑战,阐述了互联电网在线暂态安全分析与控制的重要性,强调其在线预决策系统(OPS)不仅要考虑功角稳定性,而且要计及电压和频率的安全性,而预防控制和紧急控制也应该在协调的框架下研究。探讨了一体化OPS与调度中心其他系统的联系,以及多个能量管理系统(EMS)和多个安全稳定控制系统的数据共享;提出了相应的框架,并采用分布式并行计算技术来提高该系统的快速性和可靠性。最后介绍了一个应用实例及其实施中的关键问题。

电力系统安全稳定预防控制在线计算方法的评述

预防控制辅助决策是大电网在线安全稳定分析控制系统的重要功能。针对实际工程中经常面对的暂态稳定、静态安全、静态电压稳定以及多种安全稳定问题的综合辅助决策问题,评述了各类预防控制计算方法对实际大电网在线分析与控制要求的适应性。在评述各种方法的基础上指出,基于安全稳定性量化分析理论和方法,构建合适的控制性能指标,用于指导控制措施的启发式搜索和计算任务的并行分配,可以改进算法的鲁棒性,提高计算速度,并获得尽可能优化的控制决策。

考虑暂态安全性的低频低压减载量的全局优化

指出了低频和低压减载装置的整定不仅要满足静态和中长期动态对频率和电压的安全性要求 ,而且要满足暂态过程中的频率和电压安全约束。通过详细模型的时域仿真 ,在各种运行方式及故障集下寻找使系统暂态安全且总体控制代价最小的减载策略。给出了其减载量优化问题的数学描述 ,以减载代价最小为目标函数 ,把低频和低压减载控制作为多级控制序列。根据暂态频率和电压安全裕度指标计算减载的性价比 ,把性价比最大的决策作为下一级的初始条件 。

电力系统低频振荡实时控制

低频振荡实时控制方法将小干扰稳定在线控制策略或设定的离线策略应用于控制实际发生的低频振荡。通过小干扰稳定计算得到电网的弱阻尼模式,分别计算将各弱阻尼模式的阻尼提高到不同档位的控制措施。在电网发生低频振荡时进行在线分析,采用实测主导模式的频率筛选出候选的模式集,根据振荡中心的信息在小干扰稳定性分析中对设备进行分群,并根据设备分群信息确定与实测主导模式对应的模式,根据实测主导模式阻尼与临界安全阻尼门槛值的差值确定对应的小干扰稳定计算得到的控制措施。若没有与实测主导模式对应的模式,则从离线策略表获取辅助决策信息。最后通过自动发电控制(AGC)系统或调度员命令实施相应的控制策略。

交直流电力系统暂态安全稳定在线紧急控制策略并行算法

针对在线策略优化约束和控制措施考虑不足以及计算速度无法满足在线要求等问题,基于参与因子、综合电气距离、无功电压灵敏度及安全稳定裕度,提出了直流系统功率紧急调制、切机、切负荷和局部电网解列的量化控制性能指标和两阶段在线策略优化集群计算方法。在各阶段计算中,依据控制措施性能指标进行措施组合,形成计算任务,按控制代价对计算任务排序形成调度队列,提交集群系统进行并行计算。首先计算暂态功角稳定紧急控制策略,实现直流紧急调制与切机和匹配切负荷的协调;然后,在暂态功角稳定策略的基础上,进行暂态电压和频率安全稳定策略的计算,实现暂态功角稳定控制与暂态电压和频率安全稳定控制的协调。仿真实例验证了算法的有效性。

Prony和HHT算法在低频振荡在线辨识中的适用性比较

Prony算法和Hilbert-Huang变换(HHT)算法是目前实际应用于低频振荡信号辨识的两种算法。Prony算法对于无噪声干扰的平稳信号的分辨率和准确性较高。HHT算法具有时频分析和滤除高频分量的能力,抗噪声性能好,计算速度快,并可以分析主导模式随时间改变的非平稳信号。从准确性、稳定性、完备性、快速性四个方面比较了两种算法在低频振荡在线辨识中的适用性,指出增加前置滤波环节的Prony算法可以满足低频振荡在线监测的要求,而实现强迫振荡扰动源定位则必须采用可进行时频分析的HHT算法。通过实际算例验证了两种算法的适用性。

暂态稳定在线预警故障集的自适应筛选

大电网暂态安全稳定在线预警的故障数目大、计算负担重,为减少每轮在线预警中需要进行时域仿真计算的故障集数目,并且不遗漏暂态安全稳定的关键故障,提出了暂态安全稳定在线预警预想故障集的一种自适应筛选方法。首先依据上一时间断面上各预想故障的稳定裕度和稳定模式,识别那些影响系统稳定性的关键电网元件;再根据当前这些元件运行状态的变化,确定筛选预想故障的新门槛值;最后将本轮预想故障的预估裕度与该门槛值比较,筛选出那些需要重新计算稳定裕度的故障。通过电网在线预警系统的实际工程运行,验证了该方法的有效性和工程实用性。

综合电压频率动态交互影响的自动减负荷控制新方法

基于单一的频率量测或单一的电压量测而独立动作的传统低频低压减负荷控制装置,未计及受扰系统电压与频率之间的实时动态交互,难以完全适应系统初始工况、负荷特性或扰动形式的变化,某些情况下可能出现严重的欠控制或过控制。文中提出一种在装置的实时控制算法中计及电压与频率动态交互影响的自动减负荷控制方法,其核心是测量装置安装节点的电压、频率以及负荷有功功率,并计及与当前系统初始工况、负荷特性或所发生扰动形式相对应的频率电压相关系数,实时计算综合状态量以触发自动减负荷控制装置的分轮次动作。对实际电网的时域仿真结果表明,该方法可较好地适应系统初始工况、负荷特性或扰动形式的变化。

各类紧急减负荷控制的在线风险评估和协调决策方案

通过对各类紧急减负荷控制措施的应用现状和国务院599号令对紧急减负荷的影响进行分析总结,研究了各类紧急减负荷控制措施的有序配合和多区域多级调度优化协调原则,提出了以在线监视为基础的综合考虑事故等级的紧急减负荷风险评估和协调决策框架。该框架包含第二道防线安全稳定控制系统在线监视及预警、第三道防线低频低压减载装置在线监视及预警、人工事故拉路在线监视管理和风险评估与协调决策4个部分。通过构建综合考虑事故等级的紧急减负荷控制代价协调模型,实现了控制措施的协调决策。

基于阻塞分析的输电线路动态增容

为了确保输电线路动态增容后电网的安全稳定运行,基于超短期预测数据确定输电能力的受限原因,通过计及动态安全的阻塞管理分析识别阻塞关联输电线路。针对增容的线路和增容时段,根据气象预测数据计算未来一段时间内的允许载流量。对阻塞时间在一定范围内的待增容线路,考虑导线温升暂态过程,进行事故后导线允许载流量分析。并在此基础上确定满足安全稳定约束的增容容量。基于上述方案开发了一种基于阻塞分析的输电线路动态增容系统。

基于EEAC的稳定性量化分析软件包

现代电网的安全经济运行迫切要求对暂态功角稳定、暂态电压稳定和暂态电压跌落可接受性等进行全面的定量分析.扩展等面积准则(EEAC)理论为开发稳定性量化分析软件提供了坚实的基础.根据暂态安全的3个方面之间的关系,在EEAC理论基础上构思建立了暂态安全定量分析软件的框架.论述了暂态安全定量分析软件的整体设计思路,介绍了有关软件所用的定量分析技术和主要功能,实例表明这些软件能快速、定量地评估暂态功角稳定性和电压安全性,满足在线暂态功角稳定和电压安全分析的要求.

基于起振特性的强迫振荡扰动源定位及解列方案

强迫振荡已成为目前低频振荡事故的主要形式,快速定位并解列扰动源是抑制强迫振荡的有效手段。在起振阶段,由于惯性环节的存在,离扰动源较远的节点测量量振荡相位较之离扰动点较近的节点滞后,此特性可作为扰动源定位能量函数法的辅助判据,用于从多个疑似扰动源所在区域中正确定位扰动源。通过对南方电网某方式的仿真验证了该方法的有效性。结合强迫振荡扰动源解列的特点,提出两种解列方案,分别为:基于电网实际分区,解列扰动源所在的区域;基于图论提出适用于扰动源解列的断面调整规则,确定解列断面。