基于BCU法的多故障暂态稳定约束最优潮流计算

基于稳定域边界的主导不稳定平衡点(BCU)方法,求解暂态能量裕度对发电机有功和无功出力的解析灵敏度,再将暂态能量裕度约束直接加入最优潮流模型中,建立含多故障暂态能量裕度约束的最优潮流逐次线性规划模型。通过常规潮流计算、基于BCU法的暂态稳定及暂态能量裕度灵敏度计算、基于单纯形法的线性规划算法的交替求解,获得最优解。并对BCU方法和故障模式法进行了比较,在上述的交替求解过程中,故障模式法并不能保证能求出主导不稳定平衡点,但BCU方法能够给出可靠结果。新英格兰10机39节点系统的计算结果验证了所提方法的有效性。

考虑暂态稳定约束的串联电抗器优化配置

基于暂态能量函数法,提出考虑暂态稳定约束的串联电抗器优化配置新算法。该算法利用基于稳定域边界的主导不稳定平衡点法(BCU法)计算系统暂态稳定裕度,并将暂态稳定裕度作为约束条件加入到优化配置模型中,从而将串联电抗器配置问题转化为非线性规划问题,使得在求解的过程中能够充分考虑串联电抗器对系统稳定性的影响。同时根据串联电抗器对系统稳定性影响的特点,筛选故障线路,以减少计算量。通过测试系统的仿真及与常规优化配置算法结果的比较,验证了该方法的可行性和有效性。

基于暂态能量裕度灵敏度计及暂态稳定约束的优化潮流计算

提出了一种基于暂态能量裕度灵敏度的含有暂态稳定约束的优化潮流算法。它用时域仿真法对系统进行暂态稳定分析,提前滤除不失稳故障,并结合混合法计算失稳故障的能量裕度。依据最严重故障的能量裕度与发电机有功出力变化量的近似线性关系及能量裕度对发电机有功出力的灵敏度来调整发电机的有功出力。在计算程序中充分运用变步长搜索策略提高了计算效率,对考虑多个预想故障的含有暂态稳定约束的优化潮流问题具有良好的全局收敛性。最后通过IEEE30节点系统和IEEE57节点系统验证了该方法的有效性。

混合法暂态稳定实用计算的几点改进

针对混合法暂态稳定分析在能量函数计算、稳定情况判别以及稳定指标计算等方面存在的问题,从实用化的角度,提出了几点改进。采用由功角、转速、加速功率以及动能和势能定义的综合判据来判断系统稳定情况,可以避免故障后稳定平衡点的求取和失稳模式的识别。对于系统稳定情形,利用系统运动轨迹回摆处的功角值定义的指标,来表征系统的稳定程度,进一步可以比较不同控制措施对稳定的作用,其优势在于计算方便。华北和东北互联电网及New England系统的算例分析验证了所提出判据及稳定指标的有效性。

基于PEBS法的暂态能量裕度灵敏度快速计算

提出了一种基于PEBS法暂态稳定分析的能量裕度灵敏度计算方法。该方法以系统故障前稳定平衡点作为暂态势能参考点,沿持续故障轨迹采用数值方法计算暂态势能。在系统持续故障仿真和灵敏度动态方程计算过程中,引入高阶Taylor级数展开技术,可以在保持计算精度的前提下提高计算步长,显著提高计算速度。将到达临界势能点的判据展开以时间为自变量的多项式形式,通过解方程求得到达临界势能点的时间,从而快速确定临界势能点的位置。提出的能量裕度灵敏度分析方法包括两方面:计算故障前机组机械注入功率变化对能量裕度的灵敏度,用于指导预防控制;计算故障切除后的控制措施对稳定裕度的影响,用于指导紧急控制。New England 10机系统算例验证了该方法的有效性。

EEAC与直接法的机理比较 (四)回顾与瞻望

讨论了长期困惑电力系统学术界的暂态稳定性理论和算法 ;归纳出 1 0个要素 ,即受扰程度函数、壁垒点、观察点、参考点、积分路径与被积函数、定性判据、轨迹稳定裕度、临界轨迹与参数极限值、迭代求解与初始轨迹、搜索策略与收敛判据。由 4篇短文组成的系列文章按照上述各要素 ,讨论了针对平衡点稳定性的李雅普诺夫法、将平衡点稳定性理论应用于有界稳定性的暂态能量函数( TEF)法以及针对有界稳定性的扩展等面积准则 ( EEAC)等 3种稳定性理论在大扰动稳定性分析中的应用。作为最后一篇 ,综合比较了这些理论和方法 ,并归纳了李雅普诺夫法和暂态能量函数( TEF)法不适合电力系统暂态稳定性分析的本质原因。指出 :严格的李雅普诺夫法可以给出偏保守的近似结果 ;TEF法给出的近似结果则既可能保守也可能冒进 ;扩展等面积准则 ( EEAC)在受扰轨迹精度的含义上保证了结果的严格性。进一步完善了 EEAC的描述 ,为其严格的证明提出了更规范的思路 ,并瞻望了有关的发展。

EEAC与直接法的机理比较(三)定性判稳与定量分析

讨论了长期困惑电力系统学术界的暂态稳定性理论和算法 ;归纳出 1 0个要素 ,即受扰程度函数、壁垒点、观察点、参考点、积分路径与被积函数、定性判据、轨迹稳定裕度、临界轨迹与参数极限值、迭代求解与初始轨迹、搜索策略与收敛判据。由 4篇短文组成的系列文章按照上述各要素 ,讨论了针对平衡点稳定性的李雅普诺夫法、将平衡点稳定性理论应用于有界稳定性的暂态能量函数(TEF)法以及针对有界稳定性的扩展等面积准则 (EEAC)这 3种稳定性理论在大扰动稳定性的分析中的应用。作为第 3篇 ,主要讨论参考点、积分路径和被积函数、稳定裕度、极限值搜索等要素的不同处理原则 ,证明不但对于任何多机系统 ,并且对于具有非线性负荷或非自治因素的单机系统 ,稳定分析都离不开包括故障清除后的实际受扰轨迹 ;指出稳定极限值和临界轨迹之间互相依存 ,只能通过迭代求解。以单机无穷大系统为例 ,从理论观点和可计算性观点出发 ,论证壁垒点和参考点都应该在实际轨迹上 ,而暂态能量的参考点则必须取故障前的稳定平衡点 ,而不能取故障后的稳定平衡点。

持续故障轨线位能边界曲面出口识别方法研究

在电力系统动态安全分析中,基于能量函数的PEBS/BCU方法应用时,识别穿越PEBS界面的出口点方法包括射线法和梯度法。鉴于这两种方法应用的局限性,论述了新的动态梯度法,以提高识别出口点的准确性。并以电科院6机22节点系统为例进行了主导不稳定平衡点的计算。

基于时域仿真的暂态稳定裕度研究现状分析

随着电力系统的跨区域互联和电力市场的发展,电力系统的动态安全问题倍受关注。暂态稳定裕度作为建立高度稳定和高效率电力系统运行保障体系的重要组成部分,对基于时域仿真的暂态稳定裕度研究的应用情况进行综述,总结了这方面的研究模型、计算方法和研究成果,并对该方面的研究进行思考,提出了一些建议。