基于实时戴维南等值参数估计的短路比分析

针对风电接入多场站电力系统暂态稳定问题,依托短路比对系统的暂态稳定性进行判定。首先,建立新能源并网系统等效模型,运用时域仿真的戴维南等值参数法来求解系统暂态的戴维南等值参数;在此基础上,计算交流系统短路容量,推导得出新能源并网系统短路比,并构建短路比与节点电压的代数关系,得到系统短路比关于节点电压的计算式;最后,基于系统最大传输功率计算得出临界短路比,通过对比实现对系统暂态稳定的实时评估。仿真结果表明,基于时域仿真的戴维南短路比计算准确,算法的适应性强。当短路比小于临界短路比时,系统处于特性不稳定区域,反之则处于稳定区域。

戴维南定理教学中强化定理思维培养的探索

在戴维南定理讲授过程中引入了叠加定理、替代定理之外的第三个定理——“等效电阻定理”,该定理既能在问题引入环节启发思考,又可以补齐戴维南定理证明过程中的全逻辑链条,还有助于从逻辑推演的方式得出新定理的适用条件。基于逻辑推演的严密性,抽象出一种同时适用于白箱电路和黑箱电路的等效电阻参数通用求取方法——内部电源法,据此可拓展开路电压/短路电流法的内涵,其与“外加电源法”在名称上的对照也有助于掌握等效电阻求取的操作要领。

戴维南等效电路的求解方法及例示

文中介绍了戴维南等效电路的求解方法 ,并列举了解题实例。

基于戴维南等值跟踪的电压失稳和功角失稳的判别方法

电压失稳和功角失稳是电力系统的2种失稳模式。在暂态过程中,功角失稳和电压失稳的发生常常交织在一起,而不容易区分。提出基于戴维南等值跟踪方法的电压失稳和功角失稳的判别方法。通过故障后戴维南等值参数的变化判断系统的失稳模式。示例系统的仿真结果表明,所提出的失稳模式判别方法是正确、有效的,同时表明当系统电压大幅下降和功角差增大同时发生时,并不能简单地认为是电压失稳和功角失稳的耦合失稳模式,而是仍有其相对应的主导失稳模式,或为电压失稳或为功角失稳。

基于全微分的戴维南等值参数跟踪算法

研究解析现有戴维南等值参数计算结果错误的本质原因。考虑戴维南等值参数在跟踪计算过程中不断变化的实际情况,提出基于全微分的戴维南等值参数跟踪计算方法。该方法通过微分形式反映参变量的变化,克服了现有计算方法假设2个时步之间戴维南等值参数不变所带来的严重错误,具有适应性强,使用简单,计算量小的特点。直流简单系统计算分析和IEEE10节点仿真分析表明,基于全微分的戴维南等值参数跟踪计算方法,能保证戴维南等值参数跟踪计算的结果贴近实际值。

电网戴维南等值参数的快速计算

提出一种电网在基态和N-1状态下戴维南等值参数的快速计算方法,并在此基础上对负荷节点进行电压稳定分析。通过推导的非线性方程组,运用电网基态和N-1状态下的节点电压和电压灵敏度的数值,可求得2种状态下的戴维南等值参数。不同于两点潮流或其他多点潮流方法,该方法只需要给定运行点的节点电压和节点电压灵敏度数据,计算简单快速。利用求得的等值参数可求得该节点的阻抗模指标和最小奇异值来快速分析负荷节点的电压稳定性。IEEE14和IEEE118节点系统的计算仿真验证此方法的正确性和实用性。

节点戴维南等值参数在线跟踪简捷算法

提出一种戴维南等值参数在线跟踪简捷算法,借助导出的解析表达式,运用运行点及其邻域点来自不同数据源 (状态估计或本地测量)的数据,可以直接快速算出戴维南等值参数,不需要迭代,也不存在初值选择问题,过程简捷、计算快速。适合于在线跟踪戴维南等值参数,以帮助运行调度人员掌握电网事故扩展过程中紧急态势的动向。

基于时域仿真的戴维南等值参数跟踪计算方法

针对戴维南等值参数在暂态过程中不断变化的实际情况,提出基于时域仿真的戴维南等值参数跟踪计算方法。该方法没有基于任何假设前提,计算得到的戴维南等值参数精度高,克服了现有计算方法在系统内部发生扰动时精度差的缺陷,并在PSD-BPA暂态稳定程序中得到实现。3机10节点系统和2008年华中电网丰大方式的仿真结果表明,基于时域仿真的戴维南等值参数计算方法,能保证戴维南等值参数跟踪计算的结果准确、有效,可以广泛应用于电力系统的系统分析与控制。

基于节点戴维南等值的静态电压稳定裕度快速求解

提出一种基于节点戴维南等值参数的静态电压稳定裕度的快速计算方法。通过建立戴维南内电势与负荷裕度的二次多项式模型及节点电压与负荷裕度之间的泰勒展开模型,运用电网基态的参数,求取该节点的戴维南等值参数。根据鼻形点所处的边界条件,导出负荷裕度与等值参数之间的内在联系,从而计算出研究节点的最大负荷裕度。不同于连续潮流计算方法和其他电力系统戴维南等值方法,该方法计算简单快速,能给出节点负荷水平,直观明了。应用这种戴维南等效电路方法计算节点负荷水平时,越是靠近电压稳定极限点,其计算结果越准确。IEEE14和IEEE30节点系统计算验证了此方法的正确性和实用性。

戴维南等值跟踪的参数漂移问题研究

导出了戴维南等值参数的分式解析表达式;探讨了跟踪戴维南等值的参数漂移问题,并揭示了其本质原因;指出了在解析表达式中,分子分母真值与误差数量级间的关系决定参数漂移起伏的幅度,并据此提出了抑制参数漂移跌宕起伏的策略和候选采样运行点优选的方法:P-V关系检验和运行模式检验。该策略和方法能保证戴维南等值参数跟踪的结果,比较贴近实际。

适应大扰动的电力系统戴维南等值参数跟踪算法

针对现有的戴维南等值参数跟踪算法需要假设2个计算时步之间戴维南等值参数不变、不能适应等值系统内部发生扰动等问题,提出了一种可以适应系统内部出现大扰动的戴维南等值参数跟踪算法。该算法利用本地测量信息,主要解决了现有算法不能适应等值系统内部发生大扰动时戴维南等值参数计算问题,跟踪算法利用故障前的戴维南等值参数计算出故障时刻的等值电压源幅值,然后以故障前一时刻的等值电阻和故障时刻的等值电压源幅值作为初值,计算出故障时刻的其他戴维南等值参数,从而再求出故障后各个时刻的戴维南等值参数。该算法的优势在于仅利用负荷母线局部电气量就可以快速、准确、实时地求取戴维南等值参数,而且也适用于等值系统内部发生三相短路的情况,同时该算法具有计算结果误差小的优点。最后,通过IEEE 30和IEEE 39节点标准测试系统验证了本算法的准确性。

戴维南等值参数辨识方法综述

1:随着新能源在大电网中占比不断递增及电网设备的电力电子化,电网安全运行面临新的挑战。戴维南等值可有效简化复杂电力系统,极大提高电网安全稳定分析效率,是电网在线静态稳定态势快速评估的重要方法之一。为了有效梳理该领域已有研究成果,进而开展更加深入的探索及有效应用,对现有各种戴维南等值参数辨识方法类别、原理做了系统地归纳、总结和分析,给出了各种方法的优缺点、适用范围以及关键技术。提出了尚需解决的问题,展望了未来研究方向。

系统持续扰动下的电力系统戴维南等值参数在线识别

提出一种适用于系统侧持续扰动的电力系统戴维南等值参数在线识别方法。该方法将节点电压、电流变化量分解为负荷侧和系统侧的叠加,建立新的考虑系统侧变量的数学模型,并利用系统侧、负荷侧电流变量的相互独立性对模型进行求解。传统最小二乘辨识模型假设戴维南等值电势不变,而该方法没有这一假设,所以更能适用于系统侧持续扰动的情况。仿真及实际工程算例表明:与传统最小二乘辨识模型相比,在系统侧持续扰动较小时该方法能更好地识别出戴维南等值参数,而随着系统侧持续扰动的增大,最小二乘辨识模型逐步失效,所提方法依然能较好地识别出戴维南等值参数。

基于偏差校正的戴维南等值参数在线跟踪改进算法

针对戴维南等值参数的在线跟踪提出了一种基于偏差量修正的迭代算法,并用一致性检验对初值进行选择。推导了估计参数的表达式及参数的修正量,根据实时变化的数据判断修正量的变化方向,并对参数进行迭代修正得出实时估计的参数值。同时计及了戴维南等值电阻的估计,使整个估计都在向量空间进行。算例结果表明,该方法能够快速有效地跟踪估计戴维南等值参数,并只需一个工频周期的采样值就能达到跟踪的效果。

基于戴维南等值的静态电压稳定广域切负荷控制策略

针对区域电网难以通过获取外网实时状态信息来实施静态电压稳定控制的问题,提出了一种基于外部网络单点等值,并考虑区域电网静态电压稳定裕度的广域切负荷控制策略。首先采用戴维南等值方法对区域电网的外部系统进行等值。然后以区域电网在负荷增长状态下的潮流等式约束作为静态电压稳定约束条件,建立了全二次最小切负荷优化模型,并采用半光滑牛顿法求解。通过对IEEE 14节点系统的仿真分析,验证了该策略的正确性及有效性。

微小扰动状况下的戴维南等值参数辨识方法

针对现有算法不能有效地对电网戴维南等值参数变化进行实时跟踪的问题,提出一种微小扰动状况下的戴维南等值参数辨识方法。该方法利用端口微小扰动信号中的暂态电量信息求解与之匹配的微分方程线性系数,然后再将微分方程线性系数与电网戴维南等值模型参数在稳态状态下关联起来,随之求出等值参数。辨识方法基于电力系统中常见的微小扰动信号辨识等值参数,以单相简单系统和3机9节点系统作为算例,通过与现有算法进行比较,验证了所提方法对戴维南等值参数进行实时跟踪辨识的可行性和有效性。

基于WAMS测量和戴维南等值的电力系统动态仿真误差溯源及可信度验证方法

分块解耦动态仿真利用已知的量测数据将系统分块解耦,是电力系统动态仿真误差溯源和仿真验证的重要手段。提出的基于WAMS量测和戴维南等值的电力系统分块解耦动态仿真验证方法,直接利用WAMS数据将复杂的外部系统等值为简单的戴维南等值系统从而实现动态仿真的解耦,减小了动态仿真误差的溯源范围,在此基础上给出了分块解耦动态仿真验证的策略;研究了戴维南等值方法与变阻抗法之间的关系,指出变阻抗法是戴维南等值方法的一种特例。以动模实验室模拟2机无穷大系统为例,验证了戴维南等值方法的有效性,可以将其应用于实际大规模电力系统动态仿真误差溯源和验证中。

基于轨迹灵敏度的戴维南等效参数迭代优化辨识

提出一种基于轨迹灵敏度的戴维南等效参数迭代优化辨识方法。该方法将戴维南等效参数辨识归结为数值优化问题,以节点电压计算值平方和电压实测值平方的差最小为目标,优化模型简单、求解方法可靠。结合戴维南等效参数对节点电压的轨迹灵敏度,对辨识参数的初值自适应变步长修正,进而提高参数辨识的精度。由于该方法仅采用当前时刻的实测节点电压、功率数据,有效避免了现有戴维南等效参数辨识方法针对不同假设条件的局限,具有使用范围广、辨识结果有效性强、计算速度快的特点。简单2节点系统和新英格兰10机39节点系统的仿真验证了所提方法的实用性和有效性,有在线应用前景。

电力系统戴维南等值参数的解析与思考

快速准确地评估关键负荷节点的戴维南等值参数,是进行电压稳定监视与防御电压失稳的一项重要工作。首先对电力系统戴维南等值问题进行了分析和描述,并对现有的电力系统戴维南等值参数评估方法存在的问题及其根源进行了解读,分析了可能的解决思路。然后通过一个具有解析表达式的网络等值电路和方程,对戴维南等值问题进行了解析;并基于这一解析等值电路,研究分析了2种典型等值方式与戴维南等值的关系。算例分析结果表明该方法可行。

计及发电机无功越限的广域戴维南等值参数在线计算方法

为适应可再生能源大规模接入带来的随机性和波动性,在广域量测条件下,提出基于单一运行状态断面数据的戴维南等值参数在线跟踪计算方法。首先,对负荷节点的负荷进行等效阻抗处理;其次,通过修正原系统节点导纳矩阵得到等效阻抗处理后的系统导纳矩阵;最后,根据修正后导纳阵和节点电压方程,按戴维南等值的定义,计算负荷节点的开路电压作为戴维南等值电势,进而获得负荷节点的戴维南等值全部参数。在该方法基础上,还可以较为准确地计算发电机无功越限即PV转PQ节点情况下的戴维南等值参数。通过仿真算例分析验证了该方法的正确性和有效性,在PV转PQ节点情况下也具有较好的计算精度。