基于多变量阻尼比灵敏度的有功调制方法研究

区域互联电网中存在的弱阻尼模式严重影响电力系统小干扰稳定性。为消除系统潜在弱阻尼模式,提出了一种以运行态势感知与发电机有功调制为基础,以提高系统阻尼比为目标的阻尼调控策略。首先,利用随机子空间辨识算法(stochastic subspace identification,SSI)从系统基础运行数据中提取系统振荡频率与阻尼比等,当系统存在弱阻尼模式时发出预警,进而应用多变量阻尼比灵敏度,筛选参调发电机组,并利用优化算法确定调整量,在线履行发电机有功调节,快速、高效提高系统阻尼,消除弱阻尼模式。最后,利用IEEE 4机2区系统和16机5区系统验证了所提方法的有效性和可行性。

基于PSD-BPA的阻尼比灵敏度计算及其应用

设计并建立了一个基于数值微分和商业电力系统软件相结合的智能计算平台,实现相关振荡模式阻尼比对运行参数灵敏度的自动化和批量化计算。在此基础上,提出了保持联络线功率不变的前提下对机组出力进行调整,有效提高相关阻尼比的方法。通过三华电网的应用算例,验证了灵敏度计算平台的可行性和提高阻尼比方法的有效性。

基于主导轨迹断面阻尼比灵敏度的仿真关键参数诊断

电力系统机电暂态仿真中,励磁、调速、电力系统稳定器(PSS)等控制系统参数不合理,易引起控制系统稳定性弱化,导致仿真可信度降低。基于轨迹断面阻尼比灵敏度指标,提出一种机电暂态仿真中控制系统关键参数的实用诊断方法。由仿真中各控制系统的输出变量振荡特性确定主导断面时刻、主导发电机及其对应控制系统,针对主导断面时刻和主导发电机进行单机无穷大(OMIB)等值后,经阻尼比灵敏度分析给出参数调整建议,多个算例验证了所提方法的有效性。该法是轨迹特征根思想的一种工程应用,结合数值积分提供的控制系统振荡信息与平衡点特征根技术提供的阻尼比灵敏度解析信息,可快速定位不合理的控制系统参数,适用于复杂多机系统的参数诊断。

光伏接入系统的小干扰稳定灵敏度分析及其应用

针对光伏并网对系统小干扰稳定的影响,提出基于随机响应面法和摄动法的阻尼比灵敏度求取方法。以光伏出力波动的随机激励作为摄动量,通过摄动法求解光伏在不同节点并网的阻尼比灵敏度;根据阻尼比灵敏度的大小筛选最佳的光伏并网节点,通过优化方法确定光伏发电的接入位置和容量,得到光伏发电的最佳接入方式。以New England 10机39节点系统和西部某省实际电力系统为例验证所提方法的有效性。

基于数据驱动的交直流混联电网阻尼调制策略

为改善交、直流混联电网因联络线上功率失衡引起的弱阻尼区间模式,提出一种基于定点滑窗摄动法筛选灵敏发电机组的有功再调度阻尼调制策略。首先,研究联络线断面交、直流功率配比和单极闭锁故障对区间振荡的影响;然后,基于随机响应数据运用随机子空间辨识法辨识系统模态,并根据发电机有功自然摄动提出定点滑窗摄动法计算发电机阻尼比-有功灵敏度,选出送、受端灵敏度最大的发电机组合进行有功再调度,定向提高区间振荡阻尼比以满足系统安全稳定运行的要求;最后,在改进的IEEE 16机5区系统进行仿真与计算,其结果验证了辨识方法的有效性和所提策略的可行性。

计及网侧工况的阻尼影响因素分析

诸多因素造成电力系统机电阻尼削弱,限于模型,以往的分析方法一般侧重于机侧因素的分析,如励磁系统状况等。在源流电气剖分子网络的基础上,建立了包含机网侧影响因素的等效阻尼系数模型。利用该模型定义了子路径阻尼权重分析模型,用以研究影响机组阻尼的关键电气子路径;通过建立子路径电抗阻尼灵敏度及相对相位角阻尼灵敏度模型,分析了网侧子路径参数对机组阻尼的影响。仿真计算结果证明了剖分子网络电气子路径及其参数对阻尼影响的差异性,该研究结果有助于从机侧和网侧采取措施来改善电力系统阻尼特性。

柔性直流输电系统高频谐振阻尼特性分析及自适应抑制

基于模块化多电平换流器(MMC)的柔性直流输电系统高频谐振现象频发,MMC的高频负阻尼特性是导致系统发生高频谐振的主要原因。文中首先采用谐波状态空间法建立了含解耦双同步参考坐标系锁相环(DDSRF-PLL)、正负序分离算法和正负序电流控制的MMC交流侧详细阻抗模型。然后,采用阻尼分析方法分析了MMC的高频阻尼特性,并提出参数阻尼灵敏度以定量提取影响MMC高频阻尼的关键因素。最后,提出了一种柔性直流系统高频谐振自适应抑制策略,并与2种典型高频谐振抑制策略进行比较,验证了所提策略在不同电网运行条件和不同MMC控制延时下的有效性。

随机数据驱动下的机电振荡参数在线提取与阻尼调制(二):基于有功调节的区间模式阻尼调制策略

随着互联系统规模和复杂度不断增大,弱阻尼低频振荡成为影响电网安全稳定运行的关键因素之一。针对系统运行过程中出现的弱阻尼低频振荡模式,该文提出了随机响应数据驱动下基于发电机有功定向调节的区间模式阻尼调制策略。首先利用文献[1]提出的低频振荡参数在线递推算法实现频率和阻尼比等振荡参数的递推跟踪,以随机环境激励下发电机有功输出变化作为天然摄动量,利用摄动法计算各个模式的阻尼比–发电机有功灵敏度,对于区间弱阻尼模式,结合送端功率下调与受端功率上调的原则,根据灵敏度大小,筛选确定最佳有功调控发电机对,并根据发电机实际运行情况和有功输出约束确定调控量,实现仅依赖随机响应数据的弱阻尼区间振荡模式阻尼比的在线调制。IEEE四机两区系统和IEEE 68节点系统的仿真与计算结果验证了文中算法的有效性和可行性。

双馈风电场并网对汽轮发电机次同步振荡的影响

考虑在风火打捆输电方式中大容量风电场并网可能会加剧汽轮发电机轴系扭振的风险,提出双馈风电场并网对汽轮发电机次同步振荡影响的研究。首先建立含风电场系统的小信号稳定分析数学模型,基于模态分析法研究风电场并网前后系统次同步振荡模式的变化,并利用数字仿真平台建立时域仿真,对模态分析结果进行验证。其次,借鉴参数灵敏度概念,研究系统次同步振荡阻尼比对风电场参数的灵敏度。最后,针对风电场在不同风速和不同无功功率的情况下,研究含风电场的电力系统次同步振荡模式的变化规律。结果表明,在保持外部条件一定情况下,双馈风电场并网会降低系统次同步振荡阻尼,且风电场有功功率和无功功率参数对其次同步振荡阻尼影响明显。

基于控制参数分群的DFIG并网系统低频振荡抑制

通过整定控制参数,可以抑制大规模双馈感应发电机并网引起的电网低频振荡,但基于特征值灵敏度选择的主导控制参数,在不同场景和模式下,可能引起相反效果。文章建立了风电系统低频振荡模式阻尼比灵敏度的解析表达。根据阻尼裕度确定模式危险程度,将上述灵敏度加权,提出累积阻尼比灵敏度以描述参数调节对所有模式阻尼比的整体效果。考虑风速与负荷随机波动,采用模糊C均值(FCM)聚类算法,对运行场景归类,将场景分布概率作为权系数,计算多场景下累积阻尼比灵敏度、对控制参数分群。特征值分析和时域仿真结果验证了所提控制参数分群算法对低频振荡模式的抑制效果。

计及随机性的电网低频振荡实时修正控制研究

本文主要研究电力系统发生低频振荡后的实时稳定性控制,分析了计及随机性的情况下概率阻尼比分布的变化,在半不变量法的基础上推导了计算方法。基于概率阻尼比以及阻尼比灵敏度,对控制措施进行量化,以确定最优控制措施,包括控制选址和控制量的确定。在两区四机系统中进行了仿真,验证了实时修正控制的有效性,与传统低频振荡控制措施相比,所提出的方法考虑了随机性,并且对控制措施进行了量化。这种方法能有效抑制系统的振荡模态。

电力系统小干扰稳定风险评估与仿真

考虑风电接入、负荷波动等不确定因素,对电力系统小干扰稳定性进行风险评估。首先,建立风电和负荷的概率分布模型以研究小干扰概率稳定性;然后,采用蒙特卡罗方法在不同断面进行确定性小干扰稳定分析,形成关键振荡模式阻尼比概率密度函数,得到系统小干扰安全稳定运行的概率;在此基础上,提出一种基于阻尼比灵敏度的风险指标对系统进行风险评估;最后,以"两区四机"系统和2012年华东电网为算例对系统进行仿真和分析,所得结果验证了所提风险评估方法是可行和有效的。

电力系统机电暂态仿真多机控制系统诊断分析

为了提高电力系统机电暂态控制能力,提出了以主导轨迹断面阻尼比灵敏度条件来分析仿真关键参数的方案,从而将轨迹特征根处理思想引入工程分析中。系统通过二个典型模式发生振荡,仿真测试后以Prony方法处理发电机的功角曲线生成振荡变化的特征量组,判断模式二属于主导仿真模式。通过时段主导模式得到的轨迹断面阻尼比灵敏度更高。在相同的模式下,当参与因子提高后,机组控制系统可以形成更高的轨迹断面阻尼比灵敏度。对于复杂多机系统,可以利用轨迹断面阻尼比灵敏度来诊断控制系统的各项参数,从而更高效地处理复杂振荡模式并降低计算量。经过3.5 s仿真后,考虑到Dy比规定门槛值更大,机组励磁控制系统具有增幅振荡的特性。当T_A上升后能够达到更高的稳定性,参数T_A提高形成了更平稳的励磁电流与功角曲线。