基于Matlab/Simulink的电力系统仿真工具箱的开发

详细介绍了电力系统暂态仿真软件的开发原理,并在此基础上开发了一个基于Matlab/Simulink的电力系统仿真工具箱(power system simulation toolbox,PSST)。该仿真工具箱目前可完成潮流计算,小干扰稳定分析和动态时域仿真等方面的分析和研究,具有使用方便、可扩展性强等优点,克服了常规的大型商业化软件难以添加新模块的缺点,能够无缝地以Simulink模块的形式添加自定义新模块。此外,还可以根据实际仿真精度的要求灵活选用合适的Simulink求解器进行仿真求解而无需修改仿真模型。通过对同一个新英格兰系统进行时域仿真,将PSST和电力系统工具箱(power system toolbox,PST)的仿真结果进行了分析对比,验证PSST仿真结果的有效性和准确性。最后以静止无功补偿器的广域附加阻尼控制器的设计为例阐述了用PSST设计控制器的基本原理和方法。可以看出,PSST非常适合用于电力系统控制方面的研究。

发电厂安全稳定紧急控制装置的研制——原理及算法

介绍了用于东北电力系统铁岭发电厂的ＷＡＷ１ 型安全稳定紧急控制装置的原理及算法。装置采用Ｅ′ｑ 恒定的发电机模型，自动判别发电厂机组及电厂直接出线的运行方式及状态，自适应地完成电厂与系统间静态稳定储备不足报警；预测扰动后系统的暂态不稳定性；实时计算为维持暂态稳定需要的切机控制量。对于中长期摇摆而造成的动态不稳定配置了经过Ｘ′ｄ 补偿后的视在电阻检测的失步解列控制。该原理和算法用于可等值为单机无穷大母线的发电厂局部稳定性控制，装置经过动模试验和现场试运行表明满足工程要求。

电力系统仿真软件PSASP接口研究与应用

对电力系统仿真软件PSASP的结构和作业数据库进行了剖析,开发了能自动循环调用其暂态稳定计算模块和访问其计算数据的接口。针对传统基于单机单负荷模型的低频减载方案整定方法的缺陷,将所开发的接口应用到基于时域仿真的方案优化程序和方案校核程序的编写。最后对某地区电网进行低频减载方案整定计算和方案校验。仿真结果表明,所述接口对增强PSASP的计算功能和提高计算效率,降低现场工作人员工作量具有很好的效果。

基于支持向量机的电力系统暂态稳定分类研究

研究了支持向量机在电力系统暂态稳定评估中的应用,设计了一个新的支持向量机分类器用于暂态稳定分类。基于支持向量机分类器的输出,把样本划分为 3 类:稳定类,不稳定类和边界区样本,减少了误分类,提高了暂态稳定评估结果的可靠性。在新英格兰 10 机 39 节点系统中的仿真结果验证了该分类器的分类效果。同时,将分类结果与传统 BP 算法的结果进行了比较,对模型参数对输出结果的影响和本方法的适用范围进行了分析。

差分进化算法在考虑暂态稳定约束的最大输电能力计算中的应用

利用改进差分进化算法构造了考虑暂态稳定约束的最大输电能力问题的优化模型。首先通过引入模拟退火策略和时变交叉概率常数思想,保证了算法既有较强的全局搜索能力又有较快的收敛速率和搜索精度;然后引入适应度函数法来处理模型中的约束,有效避免了常规罚函数法中罚因子确定难的问题,提高了目标值的精确性。IEEE30节点算例系统验证了所提算法的准确性和有效性。

基于暂态能量裕度灵敏度计及暂态稳定约束的优化潮流计算

提出了一种基于暂态能量裕度灵敏度的含有暂态稳定约束的优化潮流算法。它用时域仿真法对系统进行暂态稳定分析,提前滤除不失稳故障,并结合混合法计算失稳故障的能量裕度。依据最严重故障的能量裕度与发电机有功出力变化量的近似线性关系及能量裕度对发电机有功出力的灵敏度来调整发电机的有功出力。在计算程序中充分运用变步长搜索策略提高了计算效率,对考虑多个预想故障的含有暂态稳定约束的优化潮流问题具有良好的全局收敛性。最后通过IEEE30节点系统和IEEE57节点系统验证了该方法的有效性。

风速相关性对电力系统暂态稳定的影响

大型风电场中不同风机间的风速往往会因地理位置较近而具有一定的相关性。将随机响应面法应用于系统暂态稳定分析中,该方法能建立随机输入与输出响应之间的多项式关系,只需少量的仿真次数便可估计响应的统计信息。采用t-Copula函数建立具有相关性的风速模型,并用秩相关矩阵度量风速相关性。将变换后的风速作为随机响应面法的输入,来研究暂态输出响应的统计特性。云南电网的算例表明,风速相关性对系统暂态稳定有一定的影响,考虑风速相关性会使系统暂态稳定分析更贴近实际,对系统安全稳定运行有更明确的指导作用。

合成试验方法在VSC-HVDC换流阀短路电流试验中的应用

合成试验方法是用多套电源分别提供试品在试验中所需应力的试验方法。为检验由模块化多电平换流器(modular multi-level converter,MMC)构成的电压源换流器高压直流输电(voltage source converter based high voltage direct current,VSC-HVDC)换流阀设计的正确性及其对暂态工况应力的耐受性,研究了MMC阀暂态运行试验的试验方法,分析了与过电流关断试验和短路电流试验相关工况的应力,提出了2种等效试验方法,并将合成试验方法应用于试验电路的设计中,给出了试验电路与实际工况下阀的应力波形,结合关键应力等效性分析,验证了上述试验方法和试验电路的正确性和有效性。

基于枚举法的地区电网接纳风电能力评估

为准确评估地区电网的最大接纳风电容量,提出一种基于电网调峰能力约束、静态安全约束和暂态稳定约束的风电接纳评估体系。首先利用随机生产模拟技术评估风电并网后对系统备用容量的需求,进而修正传统调峰能力约束下接纳风电容量的评估;然后利用DIg SILENT平台的枚举法对各接入点可能出现的接入容量组合进行潮流计算,实现了全局搜索寻优。通过设置常见的大扰动工况进行机电暂态仿真验证,最终得到满足暂态稳定约束,即整个地区电网的最大接纳风电容量。

Influences of Resistor-Type Superconducting Fault Current Limiter on Power System Transient Stability with Asymmetrical Short-Circuit Faults

The transient stability of a single machine to infinite-busbar power system with resistortype superconducting fault current limiters （SFCL） is analyzed under asymmetrical short-circuit fault conditions. The SFCL is considered to introduce a resistance into the three-phase circuits when faults occur. Based on the power-angle curves for different short-circuit conditions of the single-line to ground, double-line to ground and line to line short-circuit faults, the influences of the SFCLs on transient stability are analyzed in detail. The time-domain simulation of transient stability is carried out to verify the analytical results.

一定概率水平下考虑暂态稳定约束的可用传输容量计算

目前,可用传输容量多用作一种技术性指标,而较少结合市场信息提供商业可行性特征。文章针对暂态稳定问题比较突出的互联电网,提出了一种融入市场特征的可用传输容量计算模型,通过统一考虑暂态稳定约束和发电机的出力概率,利用暂态能量函数和数值仿真,计算一定概率水平下区域间的可用传输容量。算例分析结果表明,所提模型能够为跨区交易提供较合理的市场信息。

生物质发电厂接入系统的研究与设计

根据地区负荷分布和电厂合理供电范围,研究最佳接入系统方式,并提出系统运行对电厂的技术要求,完成对秸秆电厂接入系统的设计。

多代理(Multi-Agent)技术在电力系统控制中的应用

多代理系统理论是设计和实现复杂软件系统和控制系统的新途径,它因适用条件与电力系统的特征几乎完全吻合而受到众多学者的关注,但在电力系统中仍处在理论和应用的边缘。在介绍多代理系统理论基本特点的基础上,综述了其在电力系统控制中心、继电保护系统、电压无功控制以及暂态稳定紧急控制等领域应用的国内外研究现状,展望了最具实用化潜力与基础较完备的分支,以推动多代理技术在这些领域的广泛应用。