包含风电场电力系统的小干扰稳定分析建模和仿真

为了研究风电场和电力系统相互作用的稳定性,提出一种用于小干扰稳定分析的风力发电机组的数学模型。应用该建模方法对风电场接入无穷大系统和接入三机系统的两种情况进行了计算,研究了风电场接入系统后影响系统小干扰稳定性的因素。算例分析表明,与风电机强相关的振荡模式有着很好的阻尼;与电力系统相连时,风电场对与大系统中其它同步发电机强相关的振荡模式影响很小。该建模方法为包含风电场电力系统的小干扰稳定分析提供了理论依据和实用工具。

小干扰稳定分析数据中心求解方法研究

随着电网规模的不断增大,传统的电力系统小干扰稳定分析方法已经不能在有限时间内获得有效的可行解。为加快小干扰稳定在线实时分析速率,在自激法分布式小干扰稳定分析的基础上,采用数据中心进行大规模电网的小干扰稳定分析。首先给出了小干扰稳定分析的分块并行计算流图,基于计算特性,提出最小化通信流量的虚拟机放置二次分配(quadratic assignment problem,QAP)模型,采用改进大洪水算法对模型进行求解,以实现分布式计算任务间的最小代价通信,以降低通信延时和丢包率,进而提升计算效率和准确度。以IEEE 118节点系统和IEEE 300节点系统为计算算例,实验结果表明,改进大洪水算法有效降低了计算时间,提高了计算过程中数据传输的稳定性,保证了计算结果准确性,且随着系统规模增大,效果越明显。

基于小干扰稳定分析的蒙西电网动态稳定特性研究

目前,蒙西电网运行中西电东送各断面控制极限主要受限于系统动态稳定水平。文章采用小干扰稳定分析方法对蒙西电网的动态稳定问题进行了计算和研究。通过在不同运行方式以及重要通道故障情况下,对蒙西电网的动态稳定性进行小干扰稳定计算,分析了影响蒙西电网动态稳定性的关键因素,最后从改善电网结构角度提出了提高蒙西电网动态稳定水平的方法。

基于GPU的分块约化算法在小干扰稳定分析中的应用

为了提高电力系统小干扰稳定全部特征值分析的计算速度,研究了QR算法中上Hessenberg约化算法的并行化方法。以分块的方式将约化算法中的浮点运算整合为高阶的基础线性代数子程序(BLAS)运算,实现了分块约化算法在中央处理器(CPU)/图形处理器(GPU)混合架构下的并行,并应用到大规模电力系统的小干扰稳定全部特征值分析中。仿真结果表明,相比于多核CPU并行,基于GPU的分块上Hessenberg约化算法取得了高达5倍的加速效果。包含所提方法的全部特征值分析的整体计算速度获得了显著的提升,提高了QR算法对于大规模电力系统仿真分析的适用性。

应用潮流方程简化网络计算的电力系统小干扰稳定分析

在电力系统的小干扰稳定分析方法中,电力网络与动态元件的接口方程普遍采用节点电压方程。以往方法在处理负荷时通常采用电压静特性模型且系统的运行方式连续变化,造成状态矩阵的修正计算量庞大。针对这一问题,本文提出了接口方程采用潮流方程进行小干扰稳定分析的方法。在原有动态元件的线性化微分-代数方程的基础上,本文以注入功率为代数向量,并结合线性化处理的网络潮流方程,建立了用于小干扰稳定分析的全系统数学模型,由此得到了新的全系统状态矩阵和电压静特性负荷对全系统状态矩阵的修正。分析表明该状态矩阵具有收缩网络的特点,其修正式具有简化网络计算的优越性。数值仿真验证了该方法的正确性。

基于希尔伯特–黄变换的电力系统小干扰稳定分析方法

采用特征值求解分析系统小干扰稳定时存在不足:全部特征值的求解在大规模电力系统中会出现"维数灾";分析大规模系统的部分特征值求解方法可能遗漏某些重要的模态。为此,提出一种基于时域特性曲线分析的电力系统小干扰稳定分析方法。该方法基于矩阵指数函数的计算,获得表征系统小干扰稳定性的时频特性曲线,通过希尔伯特–黄变换(Hilbert-Huang Transform,HHT)方法分析该时频特性曲线获取系统的模态参数,进行小干扰稳定分析。最后,通过WSCC 3机9节点系统算例验证了该方法的有效性。

风光储综合能源系统建模与小干扰稳定性分析

采用多频段阻尼控制策略可抑制风光储综合能源系统接入电网导致的多频振荡现象。搭建采用多频段阻尼控制策略的风光储综合能源系统的数学模型,基于特征值分析法分析风光储综合能源系统的小干扰稳定性。最后,为验证采用多频段阻尼控制策略可实现风光储综合能源系统在小干扰下可稳定可靠运行,利用Matlab/simulink搭建了仿真模型并进行分析。仿真实验结果表明:风光储综合能源系统中储能装置采用多频段阻尼控制策略时,可增加不同频段的阻尼能力,有效抑制多频段振荡,实现小干扰稳定。

交直流混联电力系统小干扰稳定性分析综述

该文以交直流混联电力系统的小干扰稳定性为研究对象，依次梳理了十几年来国内外在该方面的研究成果；从交直流混联系统间动态交互过程的角度，分别综述了含VSC-HVDC和VSC-MTDC混联电力系统小干扰稳定性的研究内容和方法，得出目前复杂交直流混联电力系统在小干扰稳定性研究中面临的主要挑战为：1）以阻抗法为代表的传统频域分析法能够清晰地阐明简单混联系统间的动态交互过程，揭示其稳定性的内在机理，但是难以在多输入多输出特性的复杂混联电力系统中得到应用；2）由于分析方法的缺失，复杂混联电力系统小干扰稳定性分析中动态交互过程对稳定性的影响机理暂不明确。基于此，指出未来的研究方向主要有：1）继续完善单输入单输出混联电力系统的机理分析体系，充实其小干扰稳定性的内在机理；2）提出适用于多输入多输出机理分析方法，揭示复杂混联电力系统的稳定性内在机理。

微电网小干扰稳定概率分析

微电网是智能电网的重要组成部分,在对微电网进行小干扰稳定性研究时存在一些不确定因素,如某些分布式电源由于自然环境等影响出力变化,当地负荷的随机波动,线路参数变化等,因而在确定性的系统运行方式和运行参数下得到的小干扰稳定结果无法准确地反映实际的微电网小干扰稳定性。采用基于点估计的微电网小干扰稳定的概率分析方法来分析微电网在不确定因素下的小干扰稳定性,通过蒙特卡罗仿真的结果验证了该方法计算结果的准确性和计算量少的优点。确定性微电网小干扰分析方法仅能判断在某一特定运行工况下系统是否稳定,而基于点估计法的微电网小干扰稳定概率分析方法可以确定系统特征值的分布范围以判断失稳风险。若在某些运行工况下特征值实部为正值即系统不稳定或阻尼较弱时,则计算状态变量的模式参与因子,通过调整与失稳模式强相关的发电机组出力或控制器参数使在计及不确定因素时仍能保证微电网小干扰稳定性。通过一个含有风电场、燃料电池及同步发电机的微电网算例验证了基于点估计的微电网小干扰稳定概率分析方法的有效性。

应用设计模式开发小干扰稳定性分析软件包

该文从软件工程的角度介绍了可用于大型互联电力系统的小干扰稳定分析软件包的开发思想。由于基于QR算法的小干扰稳定分析软件对计算规模的限制 ,开发新的适合大规模电力系统的、可详细建模和变换不同特征根算法的软件包是电力系统计算软件发展的必然。基于面向对象 -设计模式的概念对本质结构进行分析 ,找到软件系统中的凝聚点 热点与设计模式中的模板 挂钩的对应性 ,从而在软件编制中顺利地应用了设计模式的通用原则 ,使所开发的软件包可随意变换多种不同的算法 ,其适应性较好。此外 ,从改进元件联结法 (CCM)所建立的电力系统小干扰对象模型中基金项目 :国家重点科技攻关项目资助 ( 97 312 1 11 1e)。ResearchKeyProjectoftheNationalNinth fiveYearProgramofChina( 97 312 1 11 1e) .抽象得到“多类型对象连接图”的设计模式 ,并进行了定义。使用该定义便于对不同详细程度的模型进行调用 。

采用下垂控制的直流配电网小干扰稳定性分析

下垂控制是直流配电网的一种重要控制方式。推导了计及换流器时间常数的电压源型换流站本地控制数学模型及其线性化的小干扰分析模型。结合站间协调控制,分析了下垂控制的通用小干扰分析模型及两种典型情况。依据换流站小干扰分析模型,设计了小干扰等效阻抗模型,可将多端直流配电网逐端简化为单端换流站与若干小干扰等效阻抗组成的系统。最后利用根轨迹方法定量讨论了两种下垂控制方式的小干扰稳定性及其影响因素,并通过PSCAD/EMTDC数字仿真软件进行了验证。

经柔性直流接入的大规模直驱风电场等效建模与小干扰稳定性分析

含多台风机的大规模风电场经柔性直流接入交流系统的详细模型阶数过高,对小干扰稳定性分析和失稳机理研究提出了挑战。为此,建立了风电场经柔性直流接入交流系统的开环、闭环线性化状态空间模型。基于风电场开环状态空间模型及风电场节点电压电流关系,将全阶风电场模型通过单台风机动态及交流拓扑信息矩阵进行等效,并分析了风机输出功率、风机接入位置、风电场拓扑结构和风机数增加对风电场振荡模式阻尼的影响。基于风电场降阶模型构建了风电-柔性直流系统的闭环互联模型,并分析了当风机数增加时两子系统间可能存在的强动态交互作用对闭环系统小干扰稳定性的影响。研究表明当接入风机数增加时,风电场主导振荡模式阻尼降低,当接近于柔性直流整流器的一个开环振荡模式,此时模式谐振诱发强动态交互作用的发生可能导致系统失稳。

基于小干扰稳定性的多端混合高压直流输电系统控制参数分析与优化方法

多端混合直流输电技术综合了电网换相换流器与模块化多电平换流器的优势,是当前直流输电的研究热点之一。采用小干扰稳定性分析方法,可以从数学层面上对多端混合高压直流系统进行参数分析。然而,由于多端混合高压直流输电系统含有多个含有复杂控制器的MMC换流站,模型更为复杂,涉及控制参数众多,缺少便捷的工具进行研究,其控制参数对系统影响分析结果尚不明晰。为此,提出了一套基于小干扰稳定性分析的多端混合高压直流输电系统参数分析与优化方法,该方法可实现基于状态空间法含控制环节的多端混合高压直流系统的快速建模、主要影响参数筛选、参数的可行域计算与可视化展示以及基于粒子群算法的多端混合高压直流系统控制参数优化。介绍了该方法的主要步骤、实现原理以及算例应用情况。应用结果表明所提方法是对多端混合高压直流输电系统控制参数分析与优化的有效工具,可为多端混合高压直流输电系统参数设计提供参考。

电力系统小干扰稳定性分析方法探讨

有关电力系统小干扰稳定性分析方法,本文就此进行了较为详细的介绍,并就各种方法进行了相应的探讨,在此基础上,把这些方法在应用上的优点、缺点以及能够适用的场合。

电网孤网稳定模式分析与实测验证研究

针对某地区电网孤网运行过程中出现的非机电模式振荡问题,通过故障仿真再现和现场录波分析得出孤网内主力机组调速器参数设置不当是导致振荡事故的原因。在此基础上,采用PSASP小干扰分析、PSASP-GOV振荡模式分析,对省级电网内发电厂励磁系统、调速系统失稳隐患进行了排查,确定了机组在孤网运行模式下推荐设置参数,并现场实测验证了参数的合理性。最后依据试验结果,提出了提高孤网运行稳定性的措施。

基于特高压输电系统的安徽电网小干扰稳定研究

结合1000kV安徽-华东特高压投产后安徽电网2014~2015年的网架结构,对2014~2015年安徽电网小干扰稳定性进行了详细分析比较。得出随着电网规模的扩大和特高压投运后,安徽电网小干扰稳定性的发展态势,指出特高压和安徽电网中电厂群的电力系统稳定器(Power System Stabilizer,PSS)配置是抑制特高压送端机组和安徽电网机组低频振荡的必要手段。

PSS放大倍数对电网小干扰计算影响分析

基于单机实测的PSS现场整定参数对于机组的本机振荡模式能取得较好抑制效果,但单机实测确定的PSS参数对于电网存在的区域间振荡模式,适应性较差。本文以PSS整定实测结果为依据,结合小干扰稳定分析,对于PSS参数优化方法进行了探索,并以实际电网进行了计算,结果表明,调整PSS增益可以有效改善系统的动态稳定水平。

电力系统小干扰稳定性分析方法探讨

有关电力系统小干扰稳定性分析方法，本文就此进行了较为详细的介绍，并就各种方法进行了相应的探讨，在此基础上。把这些方法在应用上的优点、缺点以及能够适用的场合。

基于dq统一频率变换的电力系统宽频带仿真与分析

随着高比例新能源电力系统的电力电子化特征凸显,电力系统宽频带仿真面临挑战。首先介绍了基于dq统一频率变换建模的基本理论,分析了基于dq统一频率变换建模与准静态相量建模的异同点。而后基于该基本理论,建立了同步发电机、双馈风力发电机和电力网络的多尺度仿真模型。进一步针对系统仿真和分析中的电网高维问题,提出了系统网络简化方法,降低模型阶数。最后采用IEEE 3机9节点算例,验证了所提仿真模型的准确性。仿真结果表明所提建模方法能够准确计算振荡模式下的宽频带仿真模型,弥补了电磁暂态模型无法计算小干扰稳定模式的不足,同时具备快速宽频带仿真能力,其准确性与电磁暂态模型一致,适用于大规模电力系统仿真与分析。

系统阻抗对竞比型低励限制控制励磁系统的稳定性影响研究

推导了单机-无穷大系统在竞比型低励限制(UEL)动作后的扩展菲利普斯模型,并基于阻尼转矩法分析了发电机励磁系统阻尼转矩系数及同步转矩系数随系统阻抗的变化特性;采用小干扰稳定性分析法,从特征根分布、阻尼比大小以及参与因子等方面研究了竞比型UEL动作后系统阻抗对系统稳定性的影响。研究结果表明:当竞比型UEL代替励磁主环控制励磁系统时,系统阻抗的增加能够提高系统阻尼,增强系统稳定性,但同时会对无功功率的稳定性产生不利的影响,增加无功功率的波动次数;基于某实际励磁调节器厂家UEL模型详细分析了其与励磁主环发生反复切换的机理,验证了无功功率波动的死区范围配合不当时会引发系统振荡的结论。