基于受扰电压轨迹的电力系统暂态失稳判别:(一)机理与方法

随着相量测量单元/广域测量系统技术的广泛应用,基于实际响应的安全稳定控制技术成为研究热点。文中首先分析了振荡中心电压与系统暂态稳定性的关系,进而提出一种基于受扰电压轨迹的暂态失稳实时判别方法。根据扰动后电压轨迹进行复合积分运算,由系统振荡中心的电压映射区域发电机群的相对运动信息,实时量化评估全网的暂态稳定性。与基于扰动后功角轨迹的判别技术不同,所提方法无需进行发电机快速分群,不需要计算系统惯量中心,可用于功角多摆稳定性评估,具备计算量小、容错性高的特点。

端口受控的双线性Hamilton系统

研究了一种特殊的端口受控的双线性Hamilton控制系统,利用非线性控制系统的微分几何理论,通过讨论输入向量场和控制向量场之间的李括号,以及输出函数沿着输入向量场和控制向量场的李导数,讨论了这类系统的可观性余分布与可控性分布,进而讨论了这类系统的可观性与可控性以及它们之间的关系,给出了该类系统可控与可观等价的条件.

基于实际工程控制系统的直流受扰特性分析—电压快速波动下整流端特性及其优化

为降低直流扰动引发的电压波动、提升风机并网安全，基于PSD—BPA电力系统机电暂态仿真软件中新近开发的面向实际工程的直流控制系统，分析了送端整流侧交流电压快速波动下直流系统主要电气量的动态响应特性；揭示了整流站动态无功盈余及其引发交流过电压威胁的机制；评估了交流电压扰动特征、直流控制器参数配置对响应特性的影响；提出了直流控制参数优化措施。对于新能源规模化并网特高压直流汇集送出系统，降低整流器最小触发角限制器动作幅度、增大定电流控制总增益以及减小低压限流启动门槛值，均可改善交直流电网受扰特性，降低风电脱网威胁。

考虑系统运行方式的配电网分支线断线故障精确定位方法

配电网分支线断线故障定位过程中,由于故障干扰分支节点识别方法的差异,难以确认断线发生范围,不同采样率下的故障定位结果相对误差较大。因此,提出考虑系统运行方式的配电网分支线断线故障精确定位方法。根据配电网的拓扑结构,分析供电系统内行波传输路径。基于供电系统运行方式,构建配电网分支节点连通矩阵,识别受到断线故障干扰的分支节点,确定断线发生范围,结合断线故障的特征参数,判断故障发生区段,结合零模和线模行波传播时间差,获取故障测距,实现配电网分支线断线故障精确定位。实例分析结果表明:获取精度较高的行波信号波形后,不同采样率下的故障定位结果相对误差降低了48%、12%。

基于受扰轨迹的紧急控制新方法

建立了含控制项的电力系统紧急控制模型 ,基于系统实际受扰轨迹用 EEAC方法对含控制项的多机系统降阶等值 ,并应用广义 Hamilton理论能量控制方法进行等值受控电力系统稳定分析。初步探求受控系统稳定控制规律后 ,提出一种基于实时量测数据的闭环在线实时暂态稳定紧急控制决策方案 ,并构造了能有效反映控制安全经济性能的综合指标用于控制量合理分配。算例表明该算法可行、有效 。

基于两步聚类法的受扰机群同调性分析

提出了一种基于两步聚类法的电力系统受扰机群同调性分析方法。首先通过BIRCH算法处理广域量测系统提供的受扰机群电角速度数据,构建受扰机群的聚类特征(clustering feature,CF)树来实现预聚类;然后采用层次聚类法处理预聚类结果并自动确定聚类数量来实现正式聚类;最后根据聚类结果进行受扰机群的同调性分析。通过对新英格兰10机39节点系统的算例仿真,对比不同的同调机组识别方法,验证了该方法的有效性以及能够实现自动确定同调机组数的特点。

基于受扰轨迹的低频振荡分析方法综述

为促进利用广域测量系统(WAMS)分析互联电网低频振荡问题,综述了基于受扰轨迹的低频振荡模式估计的最新研究成果。根据电网的不同扰动将低频振荡分为三类:自由振荡、随机振荡和强迫振荡。回顾了基于系统受扰轨迹的三类振荡模式估计方法,重点介绍了自由振荡和随机振荡的参数模型方法和非参数化方法。在评述各类方法的基础上,讨论了受扰轨迹选择、模型定阶、振荡振型分析及阻尼控制等方面存在的问题及有望突破的研究方向,以促进该领域的进一步发展。

基于Hamilton系统方法的VSG控制研究

由于分布式电源的输出功率间歇性和波动性,传统电力电子逆变设备的低惯性和欠阻尼特性可能对电网稳定性带来不利影响,为了提高系统维持稳定性和抑制振荡所需的惯性和阻尼,利用考虑汽门与励磁协调控制的三阶同步发电机模型,设计了基于耗散Hamilton能量控制的虚拟同步发电机控制。并将ADRC技术运用到虚拟同步发电机控制中来消除控制系统内部的电压电流控制耦合项。最后,利用Dig SILENT/Power Factory仿真软件仿真分析并验证了所提的控制算法可以明显提高系统鲁棒性、抑制振荡、提供虚拟惯性和正阻尼以及消除参数摄动和耦合。

基于自忆性灰色Verhulst模型的暂态稳定受扰轨迹实时预测

广域测量系统能在统一时标下监视系统各节点的实时轨迹,为暂态稳定实时分析提供了可能。基于灰色系统理论及动力系统的自忆性原理,提出一种基于自忆性灰色Verhulst模型的电力系统暂态稳定受扰轨迹实时预测方法。发电机功角受扰轨迹在每一个摇摆过程中呈＂S＂型变化,符合灰色Verhulst模型预测要求。针对发电机受扰轨迹较强的随机性和非线性,在传统Verhulst模型预测基础上,构建了具有自忆性的灰色Verhulst模型。该模型不仅考虑了发电机功角轨迹的变化趋势,还利用了历史量测数据,能很好地表征发电机功角受扰轨迹的随机波动特性,提高预测精度和预测时间。将该方法对新英格兰10机39节点系统进行仿真计算,结果表明该方法具有良好的拟合预测效果,为实时暂态稳定分析提供了技术支撑。

DWDM系统的非线性效应和串扰分析

本文在线性密集波分复用（DWDM）的具有非线性效应的光纤通信系统中。建立和求解任意信号通过具有自相位调制（SPM）、交叉相位调（XPM）效应、群速色散（GVD）、受激拉曼散射效应（SRS）的信道时的传播特性方程,依据一定的系统条件,得到更加全面的理论结果。重点讨论了N信道受激拉曼散射和交叉相位调制非线性效应对光信号引起的串扰分析。并指出减小这种串扰的方法,有些结论与其他文献报导的实验分析结果和数值解结果相同.

EEAC与直接法的机理比较(一)——受扰程度函数

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１０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分析中的应用。作为第１篇，文中归纳出这３种方法的共同分析步骤和要素，并比较各种受扰程度函数，指出：李雅普诺夫函数和ＴＥＦ的建立都必须从具体模型出发并只能依靠启发的方式，它们没有考虑受扰程度函数的值在故障清除后的变化，因此既不适用于复杂模型的单机系统，也不适用于任何多机系统；又由于这２种方法都基于很强的假设，故分析的误差可能非常大，而ＴＥＦ法更是由于不满。李雅普诺夫。数的条件而，能得到冒进的结果。ＥＥＡＣ建立在明确的物。概念和严格的保稳变换上，对任何运动系统的模型都采用同样的功率一转角面积作为受扰程度函数，为大扰动稳定性量化分析提供了可行的充要条件。

风力发电系统的Hamilton建模及其无速度传感器控制

本文研究了基于端口受控Hamilton(port-controlled Hamiltonian,PCH)模型的永磁同步风力发电系统的无速度传感器控制问题.首先根据风力发电系统本身的物理结构特性,建立其端口受控Hamilton结构模型,然后基于此模型设计了系统的全维状态观测器,得到系统的速度估计,从而实现了系统无速度传感器控制.在控制器设计中还考虑了系统存在参数不确定情况下的自适应控制问题,以及在控制器设计中用状态量的估值直接替代不可测状态量时存在的误差问题.最后仿真实验证明了控制器的有效性.

受激喇曼散射对波分复用系统性能的影响

本文研究了受激喇曼散射对波分复用系统性能的影响。根据通信系统的几率特性，建立了分析受激喇曼散射对通信系统误码率影响的理论模型，讨论了受激喇曼散射对系统设码率和最大输入功率的限制。

受激喇曼散射对波分复用光纤传输系统功率的限制

讨论了影响波分复用系统性能的因素,计算了受激喇曼散射作用于波分复用系统时输入不同功率光信号输出端的功率谱分布,研究了受激喇曼散射对波分复用光纤传输系统输入信号功率的限制。

可控随机非完整Hamilton系统的矩稳定

研究可控随机非完整Hamilton系统的矩稳定性的条件 .通过恰当地选择控制参量u ,从而使系统满足稳定性条件 .首先 ,给出可控随机非完整Hamilton系统的运动方程和平衡方程 ;然后 。

VSC-HVDC与弱交流电网混联系统大扰动行为机理及稳定控制

基于电压源换流器的柔性直流输电(voltagesourceconverterHVDC,VSC-HVDC),其与弱交流电网构成的混联系统的稳定问题,是当前工程界关注的重点和学术界研究的热点。该文首先建立计及限幅环节、故障穿越策略,以及保护闭锁逻辑的VSC-HVDC机电暂态仿真模型;提出VSC换流器非线性功率特性的大扰动测辨方法,分析和识别影响VSC功率特性的关键因素。在此基础上,揭示大扰动冲击下混联系统存在的不同形式的失稳现象及其行为机理,并提出稳定控制策略。VSC-HVDC与弱交流电网混联系统的大扰动时域仿真结果验证了机理分析的正确性以及控制策略的有效性。

受扰计轴区段预复位方案分析

计轴系统是城市轨道交通信号系统区段防护方案 中的一种重要检测手段.区段受扰是计轴系统使用过程中 的一种常见非健康状态.如何能既保证安全又方便快捷地 预复位计轴受扰区段,对运营意义重大.对目前国内城市轨 道中常用的几种受扰计轴区优预复位方案进行了分析.以 自仪泰雷兹计轴系统为例,介绍了其受扰计轴区段预复位方 案的实施步骤.

危险天气下终端区受扰通行能力优化

针对以往终端区在危险天气下依靠空中交通管制员个人经验、缺乏量化决策模型导致安全系数降低、通行能力下降的问题,对终端区受扰状态下的通行能力优化展开研究。首先,根据终端区特点描述了终端区网络的数学表示方法,构建了进离场航线的费用函数,并说明了以不同品种流区别飞机性能差异的必要性;其次,考虑航线与跑道容量、管制员负荷、机型差异,建立了一个以航线费用最小为目标的动态多品种流网络优化模型;再次,针对终端区航线网络费用动态变化的特点,设计了一种阶段性分配流量的近似算法;最后,以上海终端区作为算例进行仿真,结果表明,优化模型能在危险天气发生时快速有效地分配空中交通流量,优化受扰通行能力,在大流量下比传统的求解算法更具效率优势。

两种基于受扰轨迹的暂态稳定识别方法性能比较

随着广域测量系统(WAMS)在电力系统中的迅速发展,在线识别系统不稳定成为可能,这对于实时紧急控制有着重要意义。对目前比较有代表性的两种基于受扰轨迹的暂态稳定识别方法进行介绍,并通过仿真对两种方法进行分析,结果显示这两种算法有很好的准确性、适用性和实时性,可以作为实时暂态紧急控制的启动判据。

受扰电压轨迹判别技术在地区电网的应用研究

介绍了受扰电压轨迹的暂态失稳判别技术的主要机理及算法实现步骤,以2014年贵州六盘水地区电网为研究平台,研究电源密集送出地区电网的安全稳定问题,揭示电网运行风险。通过对六盘水地区电网实际系统进适应性仿真,结果表明基于受扰电压轨迹的暂失稳判别方法简单可靠、判别速度较快,且无需健全的广域测量环境。根据主要站点母线电压进行监测设计,提出紧急控制系统的示范应用方案,将其与传统安全稳定控制系统有效配合,并作为电力系统第二道防线的后备,保证了电网更加安全稳定运行。