基于准稳态仿真的电压稳定轨迹灵敏度分析方法

提出了基于准稳态(quasi-steady-state,QSS)仿真的电压稳定轨迹灵敏度方法,可提供系统参数和控制变量对状态量的灵敏度。利用轨迹灵敏度预测控制量和参数发生变化情况下系统的中长期时域轨迹,评价系统电压稳定性状况,比较元件对系统电压稳定性的影响,为系统电压稳定控制措施提供信息。轨迹灵敏度方法弥补了传统电压稳定静态灵敏度对模型适应性差、不能体现系统动态特性的缺陷,以及传统时域仿真方法提供信息单一、结论可分析性差的不足。

长期电压稳定准稳态仿真算法比较

详细论述了准稳态(quasi steady state,QSS)仿真和基于参数连续化技术的准稳态(continuation based quasi steady state,CQSS)仿真方法的基本思想。以3机10节点和新英格兰10机39节点系统为例,根据长期动态过程仿真结果对2种方法进行了比较分析,论证了在QSS仿真中引入负荷参数连续化思想的可行性,避免了求解描述动态负荷恢复过程的微分方程,缩短了计算时间;同时通过先预测后修正的方法提高了QSS仿真的收敛速度,即使系统运行点接近奇异诱导分歧点,通过选择适当的连续化参数仍能保持良好的收敛性。此外CQSS的仿真精度受发电机过励磁和电枢电流限制的影响。

大型低速二冲程柴油机动力装置的准稳态仿真

利用准稳态、循环平均值等建模方法,给出了包含大型低速二冲程柴油机、轴系、螺旋桨和船体动力学的实时仿真模型。在螺旋桨特性计算中,提出了推力系数和转矩系数计算的简便算法,算法既能避免利用螺旋桨图谱的复杂计算过程,又能满足全工况范围的仿真需要。仿真程序是利用VC++开发实现的。仿真结果表明,动力装置在稳态和变工况下的计算结果与实船试航数据能够较好的吻合。螺旋桨特性计算的简便算法可以应用于螺旋桨特性的分析和建模,仿真模型可用于动力装置的性能分析、预测和调速器系统的设计和优化。

基于准稳态仿真轨迹利用模态分析技术选择系统弱母线的方法

模态分析法较为广泛地用于静态电压稳定分析中,主要通过对系统潮流雅可比矩阵的特征结构分析,确定最有可能发生电压不稳定的弱母线的集合。本文将模态分析方法用于研究系统长期电压不稳定的准稳态时域仿真轨迹上,在准稳态轨迹上重复运用模态分析技术,求得沿着系统不稳定的轨迹最弱模式的变化趋势,进而根据最弱模式的参与因子确定系统最弱母线的集合。最弱母线一经确定,运行人员可有针对性地对其执行控制,从而防止电压崩溃的发生。

基于半张量积方法与准稳态时域仿真的电力系统中长期电压稳定分析

提出了综合基于半张量积方法的非线性动力学稳定裕度指标与准稳态时域仿真的中长期电压稳定判定方法。建立了中长期电压稳定分析模型。该模型将短期动态平衡方程转化为代数方程,降低了求解稳定裕度指标过程中雅可比矩阵以及海森矩阵的计算复杂度。在此基础上,利用基于半张量积方法的中长期电压稳定指标分析中长期电压稳定性。新英格兰10机39节点系统的仿真结果验证了所提方法的有效性。

中长期电压稳定准稳态时域轨迹追踪方法

提出了基于注入电流模型和节点功率平衡模型的中长期电压稳定准稳态时域轨迹追踪仿真方法,中长期电压稳定的动态过程相对暂态过程较慢,准稳态近似通过忽略暂态过程获得一系列的暂态平衡点来追踪电压变化过程。研究了处理元件极限的方法和更新雅可比矩阵的原则,比较了基于不同网络模型的2种准稳态仿真方法的优势、计算效率和适用范围。实际电力系统的仿真算例验证了上述方法的有效性和正确性,结果表明上述方法在电力系统离线和在线分析中具有很好的应用前景。

AVC体系下的长期电压稳定仿真分析

介绍了电力系统自动电压控制(AVC)的原理,根据分层电压控制思想,选用典型的AVC控制模型,验证其对长期电压稳定的影响。以控制灵敏度计算为基础,考虑系统安全运行约束,建立了用二次规划模型表达的二次电压控制模型。同时针对电力系统长期电压稳定具有慢动态的特点,以及AVC系统中二次电压控制引起的长期电压动态,在准稳态假设的基础上建立了反映系统长期电压变化的仿真模型。以新英格兰10机39节点系统的计算为例,验证了AVC系统能够提高系统的长期电压稳定性。

基于BPA潮流的电力系统中长期频率电压稳定仿真方法

随着电力系统的复杂化,电力系统中长期动态过程频率电压稳定对系统安全性的影响愈加明显。针对该问题,提出了基于潮流计算的中长期准稳态时域仿真方法。该方法在传统时域仿真方法的基础上综合利用准稳态思想和潮流计算模块,再进一步针对效率问题提出自适应变步长仿真策略和多时步预测辅助方法。所提方法的算法主体部分和潮流计算部分分别在Mathematica科学计算软件和BPA潮流计算功能模块中实现,通过自定义数据接口进行数据对接。通过在Nordic32标准算例系统和某大区电网实际算例系统中对该方法进行验证,表明该方法显著降低实现成本,并提高了仿真计算的效率。

基于解耦算法的电力系统准稳态的实现

结合电压中长期稳定性的特点,对采用准稳态假设后的中长期电压稳定的仿真算法进行了研究。在目前所采用的时域仿真分析中,根据数值积分法,提出了一种综合显性算法和隐性算法期望特性的新的解耦仿真算法,将一个普通的给定初始条件的常微分方程(ODE)系统解耦为两部分处理,即对刚性部分使用隐性算法,而对非刚性部分使用显性算法。然后,在此基础上讨论了准稳态仿真在考虑负载随时间变化条件下的实现方法,有效协调了中长期电压稳定时域仿真在计算速度和计算精度两方面的矛盾。最后,给出了基于新英格兰10机39节点测试系统的仿真算例,验证了上述方法的正确性与有效性。

独立微网系统的多目标优化规划设计方法

该文围绕包含柴油发电机、风力发电、光伏发电和铅酸蓄电池的独立微网系统中的容量配置问题,提出了包含微网全寿命周期内的总成本现值、负荷容量缺失率和污染物排放的多目标优化设计模型。该优化模型在控制策略上,考虑了多台柴油发电机的组合开机方式、储能电池与柴油发电机之间协调控制策略,以及系统备用容量等问题。在优化变量上,选取设备类型和装机容量同时进行设计。最后利用自主开发的微网优化设计工具,针对某独立海岛微网系统开展了不同目标组合、不同控制策略下的分布式发电单元和储能电池的优化配置方案研究。

考虑动态电压安全约束的预防控制粒子群优化算法

基于粒子群优化算法(PSO),提出一种求解含动态电压安全约束的预防控制新方法。文中考虑的含动态电压安全约束的预防控制问题是指,通过优化发电机出力分配、机端电压以及有载调压变压器分接头改善一个可信故障下的电力系统动态电压安全性。该预防控制问题不仅考虑了负荷的动态特性,而且给出了一个启发式的性能指标,即负荷母线电压偏差的积分型指标。所提出的新方法可以处理多种不同的控制类型,既可以考虑连续型控制变量,又可以考虑离散型控制变量,算法具有良好的收敛性,并可获取高质量的最优解。在Nordic 32测试系统进行的仿真验证了所述新方法的有效性。

增强长期电压稳定的切负荷控制方法

基于模型预测控制原理,采用动态特性的负荷模型,针对切负荷这一控制动作,研究了一种增强长期电压稳定性的切负荷控制方法。针对长期电压稳定慢动态的特点,建立长期电压稳定的准稳态系统模型并进行仿真。以美国西部电网WSCC 3机9节点系统为例,验证了切负荷控制方法的有效性。