基于复杂网络社团结构理论的同调等值算法

基于复杂网络社团结构理论,提出了一种同调等值的新算法。首先构造动态电力网络的加权Laplace矩阵,在此基础上利用谱平分法分析系统故障后的Laplace矩阵,将系统划分为2个区域,其中同步能力弱化系数最小的机组所在的区域被选为研究区域,另一个则为外部区域。然后基于模块度的概念构建分区评价指标,并利用凝聚算法分析故障前的Laplace矩阵,将外部区域划分为多个等值分区。对IEEE39节点系统的仿真分析表明,所提出的同调等值算法能够自动确定研究区域和外部区域,自动确定外部区域中等值分区的数目,而且计算量小,迅速准确。

基于滑差同调等值的空调群负荷建模

随着空调负荷比例的迅速增长,对系统的暂态电压稳定逐渐带来威胁。为更好地描述含空调启动的空调群负荷特性,文中将同调等值法扩展到空调群的负荷建模中,提出了基于滑差同调等值的负荷建模方法和模型,用阻尼最小二乘法对含空调启动特性的空调群综合负荷进行建模,通过仿真验证了建模方法的有效性。

基于虚拟同步发电机控制的VSC类同调等值方法

针对含有采用虚拟同步发电机控制(VSG)策略的电压源型换流器(VSC)的电网,开展其局部的电磁暂态仿真等值方法研究。分析了VSC具有同步发电机特性后的功角特性在电网等值中的可行性。类比交流同调性判别的方法,设计了适合于VSC的类同调判据,提出了基于虚拟同步发电机控制的VSC参数聚合方法。在PSCAD/EMTDC仿真环境下搭建了基于虚拟同步发电机控制的VSC并联运行模型,划分了内部区域和外部区域。基于系统在单相接地故障扰动下各VSC的虚拟功角曲线,判断了其类同调性,划分了不同的类同调VSC群,并分别进行了参数聚合。最后对比了等值前、后的外部区域对内部区域的输出有功、无功曲线,误差分析结果表明等值前、后VSC群的潮流基本不变,从而验证了所提基于虚拟同步控制的VSC群类同调等值方法的正确性和有效性。

基于小信号模型的风电场同调等值理论

同调等值是风电场动态等值的常用方法,该方法认为型号相同且运行状态相似的风电机组可对外表现出一致的动态特性、且其构成风电机群的整体动态输出特性可通过1台风电机组反映。基于小信号模型,探讨了上述等值方法的理论依据及成立条件。为此,首先建立了风电机群全阶线性化状态空间模型。然后,借鉴模式分析中模式分解的思路,推导了风电机群动态系统的等效解耦;基于所得结果,类比模式分析中模态、可控性及可观性的定义,探讨了风电机群内各风电机组可对外表现出一致的动态特性、且风电机群整体动态输出特性可通过一台机组反映的原因和成立条件。最后,通过仿真算例,验证了所提方法和结论的有效性。所提方法和结论可为风电场同调等值提供一定的理论依据,对于同调等值中风电场分群方法的研究具有一定的指导和借鉴意义。

基于BPA的大规模电力系统工程应用的同调动态等值方法

使用PSCAD/EMTDC软件对实际大规模交直流混联电力系统进行电磁暂态建模仿真分析时,为兼顾仿真效率和交直流间相互影响,需先对交流系统进行等值简化,通过计算节点残压来扩充边界节点集形成边界缓冲层减小等值前后的误差,并利用核心机组来求解外部系统等值发电机的暂态参数减小求解工作量,最后以华东电网为例,比较等值前后系统的静态潮流和暂态稳定情况。结果表明,基于BPA的实际工程应用的同调动态等值方法在保证工程精度的前提下,减少等值难度,具有一定的应用价值。

基于同调性的电动机动态聚合方法

电动机参数对电力系统仿真精度具有突出的影响,文中提出了一种电动机的动态聚合方法。该方法直接从电动机的机电模型出发,以机电模型方程中的时间常数等系数与初始滑差组成特征向量,采用模糊聚类方法将电动机进行分组;然后,对每组中电动机机电模型微分方程中的系数加权平均,得到一个聚合电动机三阶机电模型微分方程中的系数;最后,根据等值前后电动机吸收的有功、无功不变的准则,计算得到聚合后电动机的所有阻抗、初始滑差、惯性时间参数。算例表明该方法在动态过程中的误差较小,能够提高仿真精度。

电力系统常用动态等值方法的比较与改进

为提高EMS的精度和实用性,对动态等值方法进行详细研究。该文主要对同调等值法和估计等值法的优缺点、发展的现状和前景进行了比较,最后采用一种基于改进的免疫算法的估计等值法对实际大电网进行估计等值。通过与最小二乘法比较发现,基于改进的免疫算法的动态等值方法精度较高,效果良好,能够很好地满足工程应用的要求。

基于多层次启发式动态规划算法的电力系统动态等值

针对电力系统运行工况变化后动态等值系统响应精度不够的问题,提出一种基于多层次启发式动态规划(Global representation heuristic dynamic programming,Gr HDP)算法的动态等值方法。该方法在基于同调等值得到的模型的基础上,在等值边界上加入基于Gr HDP算法的动态补偿环节,实时补偿同调等值系统与原系统间动态特性的差额,从而实现精确跟踪原系统的动态特性。以10机39节点系统为例进行仿真研究,结果表明:在不同运行工况、故障方式和故障地点下,基于所提算法的动态等值系统相比传统的同调等值能更精确地跟踪原系统的动态特性。

电力系统动态等值研究方法综述

随着电力系统规模的扩大,进行电力系统稳定分析已十分的困难。动态等值技术能够在保留原始系统特性的前提下简化网络结构,减少计算量,因此在电力系统稳定分析中得到广泛应用。为此,从基本思想、方法步骤、优缺点以及发展现状4个方面,分别对同调等值法、模式等值法和估计等值法3种动态等值方法进行了综述,提出估计等值法将是动态等值方法发展的趋势,而神经网络由于其良好的非线性逼近能力和不需要预先建立具体模型的优点将在估计等值法中得到推广。

一种考虑短路电流指标的动态等值方法

短路电流反映了交流系统的强度,为了简化原系统并保留原系统的短路电流特性,提出了一种考虑短路电流指标的动态等值方法。首先将外部系统根据机组的同调性划分为若干外部等值子系统,然后将短路电流作为等值过程中的一个重要量化指标,利用改进的Ward等值法对每个等值子系统化简,最后根据外部系统中的发电机与边界母线的电气距离来确定等值发电机的参数。算例表明,所提出的动态等值方法不仅能使等值前后研究系统的对称和不对称短路电流完全一致,还非常好地保留了原系统动态特性。

REI法在动态等值中的应用与改进

为简化大规模电力系统离线暂态稳定分析时所用同调等值法所作的动态等值过程,将静态等值常用的REI等值法的思想应用于同调等值过程,把同调发电机、负荷看作与外部系统传输功率方向相反的有源节点,用相同方法对其合并化简,并用最小二乘法优化等值网络线路参数。网络潮流的PSASP计算结果表明,联络线上传输功率等值前后误差很小,满足网络等值要求。该法有很好的准确性,并已应用于华中电网稳定性控制的研究中。

基于节点灵敏度分析的大电网等值研究

采用REI法进行大电网等值时会出现等值输电线路电阻为负值、与实际不符的情况,分析得知产生这一问题的原因在于等值过程中没有对外部系统的节点进行区分,以至于对研究系统稳态特性和暂态特性影响大、关联性强的关键节点被消去。针对此问题提出利用节点灵敏度分析的方法,即根据网络功率修正方程定义系统无功功率灵敏度矩阵和有功功率灵敏度矩阵。并结合电网实际灵敏度度量值,提出可判断外部系统等值过程中必须保留的关键节点的方法,并将此过程引入大电网同调等值法中。利用BPA仿真软件以新英格兰标准39节点系统为测试算例,采用改进后的同调等值法对外部系统进行简化等值,利用等值后系统稳态特性和暂态特性验证该方法的正确性和可行性。

福建电网分区动态等值研究

对与华东电网互联的福建电力系统进行了基于同调等值法的分区等值,在等值过程中对系统线路参数和发电机参数进行了调整和聚合,得到了在网络拓扑结构不变条件下适用于不同运行方式的等值模型。该模型能够仿真系统的运行特性,并适用于RTDS建模和其它电力系统仿真软件的建模。

区域小水电机群动态等值建模方法研究

在对含小水电机群的电网进行分析时,若要研究小水电机群整体的动态特性,采用包含每台小水电机组模型的详细模型并不方便。实用的方法是先对小水电机群进行等值建模,再在等值模型的基础上进行各种分析。提出了一种区域小水电机群动态等值建模方法,该方法以同调等值为基础,对参数聚合、网络化简等环节加以改进,可以快速得到区域小水电机群的动态等值模型。基于该方法对IEEE10机39节点系统和湖北恩施地区小水电机群进行动态等值建模,仿真结果证明了所提等值建模方法的有效性。在此基础上,通过进一步仿真分析了等值负荷对于动态特性的影响,为区域发电机群在线动态等值建模奠定了基础。

基于BPA的省级电网实用动态等值方法

对省级电网的外部系统和内部系统动态等值方法进行了研究。省级电网外部系统动态等值中,基于我国省级电网间的弱交流联络特性,提出以短路电流不变、电压不变和省间联络线潮流不变为原则进行简化等值;省级电网内部系统动态等值中,为突破目前与BPA程序接口的电力系统动态等值程序(power system dynamic equivalent program,PSDEP)的局限性,以励磁系统参数聚合为例,对比分析了"动态等值预处理–PSDEP–模型转换"与"动态等值预处理与发电机参数聚合–PSDEP"两种技术路线,分析结果表明在动态等值精度要求高的情况下,有必要开发新的发电机参数聚合程序。该省级电网动态等值方法可加快动态等值工作,适应电力系统规划、运行部门的工程精度要求,实用性好。

基于哈密顿原理的新能源并网逆变器小信号等值建模方法

作为新能源并网的重要接口,逆变器在新能源场站中得到大量应用。然而,由于逆变器控制复杂,对大规模的并网逆变器群难以直接进行理论分析与仿真计算。为了便于分析多逆变器系统的动态特性与稳定机理,有必要在保留逆变器主导特性的前提下研究并网逆变器的等值建模方法。基于哈密顿作用量的同调等值方法可实现逆变器群的模型聚合,且具有明确的物理意义。利用哈密顿原理,推导出了基于逆变器传递函数的同调判据,并将判据简化为基于幅频响应的小信号等值判据。该判据具有较好的解析性和实用性,可为大规模逆变器系统的稳定性分析提供模型简化依据。最后,针对5台逆变器组成的并网系统,基于所提出的传递函数判据实现了分群等值,通过对比等值前后的模型响应特性,验证了所提方法的有效性。