阻抗模裕度指标在新能源多馈入系统静态电压稳定评估的适应性分析

集中送出的新能源场站大多位于电网末端,随着其有功出力的增加,易出现静态电压失稳。该文将传统的阻抗模指标的应用对象由负荷推广至新能源场站,丰富了该指标在静态电压稳定评估方面的适用性场景,包括含无功补偿的新能源系统、新能源集群馈入系统、以及新能源多机多馈入系统。具体地,首先,分析新能源单馈入系统的临界静态电压稳定条件,并据此给出用于评估新能源场站静态电压稳定性的阻抗模裕度指标及稳定判据;其次,通过将无功补偿设备并入系统阻抗,分析无功补偿对于指标的影响;再次,证明在新能源的集群馈入系统中,公共耦合点(point of common coupling,PCC)的电压失稳将发生在单个新能源场站之前,并据此确定PCC点作为指标的计算节点;之后,为考虑多机多馈入系统中不同新能源场站间的影响,在指标的计算过程中,保留待评估的关键新能源场站,将其他新能源场站等值为阻抗,并入节点阻抗矩阵中,实现方法在多机多馈入系统中的扩展应用。最后,基于PSD-BPA中建立的单机单馈入系统、多机多馈入系统、以及某省实际大电网算例验证指标的有效性。

基于局部电压稳定指标的裕度灵敏度分析及应用

提出一种基于局部电压稳定指标的裕度灵敏度分析新方法。以局部电压稳定指标为基础推导出负荷节点电压稳定裕度,该裕度具有确定的上、下界,且不受负荷增长方式影响;利用负荷节点电压稳定裕度有效识别了系统电压弱节点和弱节点集合;定义局部电压稳定指标的裕度灵敏度,确定与弱节点集合强相关的负荷节点,分析弱节点集合邻域节点无功波动对弱节点集合电压影响程度;最后将所提方法应用于系统无功补偿装置配置中,典型系统的仿真结果证明了所提方法的可行性和有效性。

电压稳定裕度指标分析方法综述

对现有的电压稳定裕度指标分析方法进行了总结和评述。对复杂系统采用Ｐ—Ｖ或Ｑ—Ｖ曲线分析电压稳定的局限性进行了讨论，指出Ｐ—Ｖ，Ｑ—Ｖ曲线是描述简单系统（两维空间）电压稳定性的工具，但并不能很好地描述复杂系统（多维空间）的电压稳定性。当选定区域的负荷节点功率增长，其它负荷节点功率保持不变时，判断是否到达负荷极限点的判据ｄλ／ｄｋ＝０并不一定成立。最后，还指出了计算裕度指标时所面临的困难。

基于负荷裕度的在线电压稳定指标

提出了一种基于PMU同步测量数据的负荷节点有功极限和无功极限快速计算方法,在此基础上分别给出电压崩溃的有功裕度指标和无功裕度指标。该方法基于系统的当前运行点,采用π型电路模型对复杂网络进行在线参数辨识,在此基础上推导了负荷的有功裕度和无功裕度的快速计算方法,然后采用基于节点功率的电压稳定指标进行电压稳定判别。该方法能明确区分是由于有功过载还是无功缺乏所引起的电压失稳,并且具有良好的单调性和线性,能够为电压稳定的在线控制提供准确的参考依据。在IEEE118节点系统中的仿真证明了该方法的有效性。

基于最小电压稳定裕度的分布式风电在配电网中的选址定容

为综合考虑分布式风电的良好环境效益和出力的随机波动性,提出改进的基于支路传输功率极限的最小电压稳定裕度指标(minimum voltage stability margin index,MVSMI)的概念,并通过理论证明其合理性。同时基于最小电压稳定裕度指标建立分布式风电在配电网选址与定容的多目标优化模型;模型取系统弱节点的最小电压稳定裕度最大化和系统经济效益最大化作为两个目标函数;并运用自适应变异多目标粒子群算法对该模型进行求解,通过在IEEE-33节点配电系统的仿真验证,表明所提的最小电压稳定裕度指标能够得到风电在随机出力情况下的节点电压稳定裕度,能为风电在配电网的选址定容多目标规划提供更好的指导。

电力系统静态电压稳定性的支路阻抗裕度指标

针对电力系统静态电压稳定性负荷裕度指标的缺陷,提出了基于支路阻抗参数空间中最近崩溃点的支路阻抗裕度指标模型及其求解算法,在3节点至3012节点12个算例系统上验证了模型及算法的有效性,并通过对比分析指出该指标能在一定程度上弥补负荷裕度指标的天然缺陷并与之互补,在指示静态电压稳定关键支路、估计N-1故障后稳定性等方面具有独特的价值及良好的应用前景。

基于电路理论分析电压稳定裕度指标

用电路理论定义电压稳定裕度指标并提出简单、快速、准确地从正常运行电网中搜寻电压弱支路的方法。经IEEE5节点系统算例验证,该方法正确有效。

辨识电网薄弱节点的多准则综合电压稳定指标

提出了一种辨识电网薄弱节点的多准则综合电压稳定指标。首先根据P-V和Q-V曲线计算出节点的电压变化指标和无功功率裕度指标;在此基础上,提出了采用理想点评价方法将2种电压稳定指标进行综合用于辨识系统薄弱节点。通过不同的权重系数组合可实现不同指标偏好的决策分析。我国某实际电网的算例分析结果验证了所提方法的实用性和有效性。

实时环境下有功损耗及静态电压稳定裕度与功率因数角的关系

基于戴维南等效电路,推导一定有功模式下有功损耗及静态电压稳定裕度与功率因数角的关系解析表达式。在2维坐标系下构造出反映2者关系的实时运行域,并提出3个新指标,可用来快速预估节点无功补偿情况、指导无功优化目标的选择。采用量测值获得节点戴维南等效参数,即可清晰确定当前运行状态下各节点所需无功补偿情况及无功优化方向,从而弥补了传统方法实时应用中存在的系统规模过大、非线性模型不准确和计算速度慢等缺陷。IEEE 39节点系统仿真分析结果表明,所提方法简单、快速、有效,物理概念明确,不受网络规模、参数的影响,有实时应用前景。

特高压直流分层接入方式下受端换流母线电压稳定裕度分析

为了保证新型特高压直流分层接入方式下的电压静态稳定,基于阻抗匹配理论研究了特高压分层接入方式下受端各换流母线的电压稳定裕度。首先,采用电网节点阻抗矩阵和多端口网络等值方法,将分层接入方式下的直流从其落点处等值成两个相对独立单端口网络的形式;进而,利用阻抗匹配定理,推导了分层接入方式下直流在各层换流母线电压稳定裕度的计算表达式;然后,研究了虚拟电压源、虚拟阻抗和虚拟功率的直流等值方案,分析了3种等值方案下所提出电压稳定裕度指标的差异性。最后,以实际锡盟–泰州±800 k V直流输电工程电网数据计算了等值方案下23节点的电压稳定裕度为29.1%,12节点电压稳定裕度为47.5%,算例结果验证了该电压稳定裕度指标在评估换流母线电压稳定性上的可行性。

基于电压稳定在线监测指标的预防控制方法

为实现在线预决策和实时匹配的电力系统预防控制策略,稳定水平分析的实时性与控制措施集的选取速度尤为关键。该文以非线性等值分析方法定义的阻抗模裕度指标为系统电压稳定裕度评估指标,建立了阻抗模裕度指标与各类控制参数的灵敏度关系。在此基础上,通过预选故障和参与控制集等策略,提出一种新的基于序列线性规划的预防控制方法。该方法避免了求解基于连续潮流法的潮流极限点和潮流雅克比矩阵零特征值的左特征向量,加快了电压稳定安全裕度和控制灵敏度的分析速度,提高了方法自适应系统运行状态变化的能力。为了克服阻抗模裕度指标在稳定域上的线性性差问题,采用了快速预测方法求出负荷裕度值,作为控制决策模型中的辅助安全约束条件,保证了预防控制效果的可靠性。最后,该文提出方法在中国南部某省级2 273节点实际电网中进行了测试,验证其可行性和有效性。

基于LQR指标的鲁棒PID整定方法及鲁棒稳定性裕度评估

根据 L QR指标 ,结合最小最大原理 ,使用改进遗传算法作为优化搜索算法 ,提出一种新的鲁棒 PID参数整定方法 .该方法有三个优点 :首先能通过选取衰减系数和自然频率来获取期望的闭环特性 ,并获取近似的 L QR权矩阵 ;其次为 PID控制器增加了一定程度的预测性能 ,最后用本方法设计的控制器对模型误差和外部干扰都表现出一定的鲁棒性 .仿真实例证实了该方法的有效性 .

一种求取静态电压稳定裕度的新方法

通过分析简单交流支路的功率负荷能力,提出了求取静态电压稳定临界点的新算法。在确定临界电压崩溃点的基础上,通过比较不同的计算裕度指标的方式,提出采用复功率差值的模来表示静态电压稳定裕度是比较合理的。本文还给出了IEEE 5节点系统的算例。

电压安全域的最小负荷裕度计算

为了评估系统电压稳定性,提出电压安全域的最小负荷裕度算法。该方法在压缩网络的基础上利用降阶雅可比矩阵最小特征模式的参与因子得到最薄弱的负荷节点。利用矩阵部分求逆算法得到对薄弱负荷节点电压灵敏度最小的发电机节点,并将其作为新增负荷的功率平衡节点,利用选出的最薄弱负荷节点和发电机节点形成初始的功率增长方向,通过连续潮流算法得到电压安全域的最小负荷裕度。无功不足引起电压崩溃这一重要因素在算法中得以体现。通过IEEE多个算例仿真以及与相关文献算例结果对比验证了所提出算法的正确性和有效性。

基于节点静态电压崩溃概率的电压稳定指标研究

通过对节点静态电压变化模型的分析,提出一种考虑有功与无功相对制约关系及功率因数变化的电压稳定静态指标模型,IEEE30节点系统的仿真结果表明该指标能更敏感地识别出系统的薄弱节点,为静态电压稳定的预防控制提供参考,具有计算量小、速度快、灵敏度高等优点。

基于一种综合指标的河北南网静态电压稳定分析

河北南网是华北地区重要的受端电网,它肩负着山西电力到京津唐、山东电网的转送任务。随着电网规模的扩大、网内负荷急剧增长、特高压接入等,河北南网的电压稳定问题将更加凸显,因此,对河北南网进行电压稳定性分析具有重要的现实意义。本文首先介绍了有功裕度指标K_P和灵敏度指标dU_L/d QL的基本概念及求解方法;然后,基于理想点法将这2种指标进行综合,并采用符合指定功率增长方式的权重系数,提出了一种判别系统薄弱节点和区域的综合电压稳定指标;之后,利用PSD-BPA潮流程序分析了河北南网的静态电压稳定性,计算了系统中各负荷节点的上述3种指标,以及网内各供电分区的有功裕度;最后,根据计算结果指出了系统中电压稳定的相对薄弱节点和区域,分析了各分区的静态电压稳定水平,并提出了一些针对性措施作为改善系统电压水平的参考。

基于改进动态阻抗法的电网静态电压稳定裕度快速评估

戴维南等效参数准确辨识是实现电网静态稳定在线评估的关键。采用两个时刻潮流的辨识方法很难保证两时刻之间等效参数不变的假设条件。首先分析了现有等效参数辨识方法存在的问题,提出了一种基于动态等效阻抗的改进等效参数辨识方法,利用当前运行点和预估点在线快速计算等效参数。改进方法解决了负荷功率恒定和多节点负荷功率同时变化时原方法失效的问题。在此基础上,利用阻抗模指标对电网静态稳定裕度进行评估。最后,通过仿真验证了所提方法的有效性。

基于戴维南等值的系统静态电压稳定极限及稳定裕度快速计算方法研究

基于戴维南等值定理,考虑阻抗模裕度指标定义,提出一种基于短路电流计算的系统等值阻抗计算方法,并在此基础上进一步提出一种系统静态电压稳定裕度的快速计算方法;考虑负荷裕度指标,又提出一种系统静态电压稳定极限的快速计算方法,并以此为基础结合负荷节点初始有功功率来计算负荷节点的静态电压稳定极限。通过PSD—BPA机电暂态仿真软件,以单机带负荷与实际区域电网为算例来验证所提方法的有效性。

一种基于局部测量的估算电压稳定裕度的新方法

1引言决定电力系统安全的因素很多,其中一种是通过电网潮流计算分析系统总体和局部稳定裕度来确定电力系统接收节点的安全性指标。计算潮流要采用代表完整的系统配置的模型,该模型涵盖当前实际系统配置的全部信息，如开关、电源以及变压器的状态等。假设负载和发电机相位对称，则此模型可等效为单相回路。系统整体的稳定性（频率）与系统内的有功功率平衡有关,而且所有的电源和负载必须予以考虑。因此，如果不能确定当前的系统配置，则无法确定总体的稳定性。局部（电压）的稳定性与接收节点处的电压值和无功功率值有关。这可通过潮流计算的结果来进行分析，也可通过局部测量电流和电压相量进行分析。

基于改进粒子群优化算法并计及静态电压稳定性的电力系统无功规划

提出了基于改进粒子群优化算法的无功规划方法,该方法有效提高了初始粒子的质量,消除了传统粒了群优化算法的边界振荡现象,利用电压稳定裕度指标对系统负荷节点进行排序,选择其中电压稳定性较薄弱的节点作为无功补偿装置的安装点,将电压稳定裕度最大作为无功规划的目标函数之一,以改善系统的静态电压稳定性。该规划方法在IEEE30节点系统的应用结果表明其在降低网损的同时能够有效提高负荷节点的电压稳定裕度。