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关键词： 风电场   电力系统   暂态稳定性   低电压穿越  

摘要： 大规模风电场并网将会影响电力系统暂态稳定性。基于直流潮流模型、扩展等面积定则并利用Matlab/Simulink仿真分析了不同的电压跌落、故障持续时间以及低电压穿越(LVRT)控制策略对系统暂态稳定性的影响。仿真结果表明:电压跌落越深、故障时间越长,系统暂态稳定性越差,风电场的低电压穿越控制策略能够改善故障期间系统暂态稳定性,但是其能力有限。

关键词： 拟哈密顿系统   随机微分方程   随机平均法   暂态能量函数   扩展等面积法  

摘要： 蒙特卡洛法分析随机稳定性所需的计算量大,且难以同时考虑随机过程中发生的大量不确定性。基于拟哈密顿系统随机平均方法,提出随机电力系统暂态稳定性分析法。首先,根据扩展等面积法,将受扰多机系统动态映射为两群系统,建立其随机微分方程模型。忽略相关的非哈密顿因素,按哈密顿能量函数确定其安全区域。然后,考虑随机扰动、阻尼等的影响,对等效拟哈密顿系统进行随机平均,求出支配暂态能量转移的平均扩散方程,并基于扩散理论,根据系统条件可靠性分析切除时间、阻尼系数及激励强度等对随机电力系统暂态稳定性的影响。通过4机2区随机系统验证了该方法的有效性。

关键词： 电力系统   数据驱动   随机矩阵理论   时间序列分析   暂态稳定分析  

摘要： 电网暂态分析是保证电网稳定运行的重要手段。随着电网广域测量系统(wide-area management system,WAMS)的发展,电网形成了具有时空特性的高维海量运行数据。传统的电网暂态分析采用物理模型,用严格的数学公式关联维度之间数据,这种模型不能充分利用海量电网运行数据,造成资源浪费。从数据驱动的角度,首先分析WAMS数据的应用情况,考虑电网运行数据特点建立数据模型。然后利用随机矩阵理论(random matrix theory,RMT)建立平均谱半径(mean spectral radius,MSR)评价指标,从整体上分析不同扰动对电网的影响。在整体分析电网运行状态的基础上,结合随机矩阵理论和时间序列分析(time series analysis,TES)建立量化评价指标,实现对扰动的影响程度分析和影响范围评估。最后,利用IEEE39系统验证提出方法的可行性和正确性。

关键词： 含风电电力系统   风电场模型   暂态稳定  

摘要： 随着现代电网建设步伐的加快,对系统暂态稳定性也提出更高的要求。然而从大多异步发电机应用情况看,其并没有同步稳定问题,这为暂态稳定性分析带来极大的困难,要求引入相关的仿真方法,使系统暂态稳定性在故障极限切除时间、机组工角变化下得以判定。本文将在构建双馈型风电场暂态模型的基础上, 提出分析含风电电力系统暂态稳定性的方法,在此基础上判断系统机械功率受风电场控制出力与特性的影响。

关键词： 电力系统   暂态稳定性   时域仿真   单机-无穷大系统  

摘要： 研究了基于时域仿真法的单机-无穷大电力系统的暂态稳定性,建立了单机-无穷大电力系统的数学仿真模型,并进行了仿真分析。研究揭示了电力系统暂态稳定性和相关参数之间的影响关系。仿真结果表明:同步发电机的阻尼系数越大,故障切除时间就越短,电力系统就越稳定;相反,同步发电机的惯量越大,电力系统达到稳定的时间就越长。因此,随着对发电机实行强行励磁,改善了系统的稳定性。仿真结果可为如何提高和改善电力系统暂态稳定性提供了理论依据。

关键词： 风电   风电随机激励   暂态稳定   随机微分代数方程   数值积分   临界切除时间   稳定性  

摘要： 为了探讨风电随机激励对电力系统暂态稳定的影响,提出一种基于随机微分理论对含风电电力系统进行建模和稳定分析的方法。首先将异步风机机械功率作为随机激励,在暂态过程中利用伊藤型随机微分方程对异步风机的转子运动方程进行建模,将传统的微分代数方程模型扩展成随机微分代数方程模型;然后针对新的模型,通过时域仿真进行求解,分析风电功率随机波动对电力系统暂态过程的影响。算例结果表明:相比于确定性和概率性暂态稳定分析方法,所提方法能够更好地揭示风电不确定性对电力系统暂态稳定性的影响。

ISBN: (纸本)9781118737538

关键词： 风电场   永磁同步发电机   聚合模型   低电压穿越  

摘要： 风电场聚合建模通常将整个风场按装机容量折算至一台机组。由于检修、弱风或故障脱网等原因,实际并网机组的数量将降低,引起聚合模型的误差。主要研究并网容量对直驱型风电场聚合模型误差及其对电力系统暂态稳定分析的影响。详细分析了故障期间低电压穿越(low voltage ride through,LVRT)策略对永磁同步发电机(permanent magnet synchronous generator,PMSG)外特性的影响。推导出了风电场在线容量与聚合模型误差之间的量化关系。通过仿真分析分别对比了不同在线容量时聚合模型在LVRT过程中有功功率、无功功率及恢复时间之间等输出量之间的误差。分析了具有可控功率源性质的PMSG接入对同步发电机功角稳定性的影响。结果表明,由聚合模型计算得出的系统暂态稳定分析的结论偏乐观。

关键词： 双馈风电机组   电力系统   暂态功角稳定性   暂态电压稳定性   影响模式  

摘要： 分析了双馈风电机组(doubly fed induction generator,DFIG)的励磁特性和暂态响应特性,指出由电磁暂态特征主导的DFIG暂态响应过程快速灵活,不具备类似于传统同步发电机组的功角特性,使其与系统内的同步发电机组间无法构成互同步机制,揭示了DFIG与同步发电机在暂态行为上的本质区别。基于此提出了DFIG以类似于非线性功率源功率的方式参与影响系统暂态稳定性的基本模式,其有功功率和无功功率的暂态特性成为其参与影响系统暂态功角稳定性和暂态电压稳定性的基本方式。基于PSCAD/EMTDC的仿真结果验证了上述理论分析的正确性,指出DFIG将改变同步发电机组的暂态有功功率输出并导致系统惯性的缺失,从而影响系统内同步发电机组的功角稳定和振荡模式;另一方面,DFIG的暂态无功功率补偿能力决定了其对系统暂态电压稳定性的影响,同时通过改变同步发电机组的暂态有功功率响应来进一步影响系统暂态功角稳定性。

关键词： 交直流电力系统   暂态稳定   能量函数法   势能边界面法  

摘要： 为实现全国性的电网互联，交直流联合输电是我国电网建设与发展的必经之路。在原有的交流输电的基础上投运多条直流输电线路，一方面提高电网运行的稳定性与可控性，另一面也使电网的结构和运行特性更加复杂。因此，有必要研究如何保证大规模的交直流联合输电系统下的电力系统安全、稳定和经济运行。电力系统事故中，暂态稳定的破坏性最大，研究交直流联合输电系统的暂态稳定性，对提高整个电力系统的稳定性和充分利用交直流联合输电都具有重要意义。交直流电力系统暂态稳定分析的主要内容包括系统建模、时域分析，以及基于能量函数的稳定性分析。本文采用结构保留模型下的能量函数法，考虑直流动态和控制作用，分析直流系统对交直流电力系统暂态稳定性的影响。本文的主要工作如下:\n (1)详细分析了两端直流输电系统的基本原理、数学模型和不同控制方式的运行特性，阐述了交直流电力系统潮流计算与时域暂态分析的原理、方法和步骤，采用统一迭代法完成了系统的潮流计算分析，采用交替求解法进行交直流电力系统的暂态仿真。\n (2)阐述了直接法的理论基础，并构建结构保留模型下的交直流电力系统的能量函数，采用PEBS法确定系统的临界能量。\n (3)以含一条直流线路两机无穷大系统为例，验证本文采用的能量函数为严格的能量函数。用PEBS法详细地分析了交直流系统互联方式以及直流系统参数对交直流电力系统暂态稳定的影响。\n 计算结果表明合理的直流系统参数如换相电抗、换流变压器变比、直流线路电阻等，有助于提高交直流系统的暂态稳定性。