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关键词： 电力系统   暂态稳定性   直接法   双时标特性  

摘要： 暂态稳定分析对保持电力系统安全稳定具有非常重要的理论和现实意义。目前的暂态稳定分析方法主要包括时域仿真法和直接法（即能量函数法）。前者模型不受限制并能提供各个变量曲线因而得到了广泛应用，但由于计算非常费时，目前仅用于离线分析;而直接法计算速度快并能给出系统的稳定裕度，能够面向在线分析的要求。\n 主导不稳定平衡点法（CUEP法）是一种以稳定域理论为基础的直接法，在理论研究与实际应用中都较为关注。该法需要借助能量函数来准确获得逸出点和CUEP，并克服保守性方面的不足。电力系统具有多时间尺度特性，能否考虑该特性来提高CUEP法的准确性是目前有待研究的非常有趣的问题之一。本文考虑一类电力系统的双时标特性，对直接法进行了研究，主要内容如下。\n 首先，概述了能量函数法的研究动态，阐述了其理论基础，并系统地介绍了目前能量函数研究中主要的理论结果，包括同步坐标和惯性中心坐标下，关于经典模型和结构保留模型的能量函数。\n 其次，详述了双时标CUEP方法的理论基础，讨论了快、慢子系统与原系统之间的关系，根据相关理论阐述了求取CUEP的具体步骤，以及基于CUEP的稳定分析步骤。\n 此后，以一个单机无穷大系统模型为研究对象，基于同步发电机单轴模型的双时间尺度特性，将电力系统模型分解为快子系统和慢子系统，并分别在考虑或忽略发电机凸极效应（即x\'d≠xq）的情况下，构造了快、慢子系统能量函数，在此基础上进行CUEP计算和稳定域分析。计算结果显示，该法能够有效克服稳定分析的保守性。本文方法克服了目前双时标直接法不能考虑发电机凸极效应的不足，拓宽了该法的适用范围。\n 最后，对双时标CUEP方法进行了总结和展望，指出考虑电力系统多时间尺度特性的直接法将具有更好的发展前景。

关键词： 风场群   暂态稳定性   不确定性   时空相关性   Co-Kriging代理模型  

摘要： 随着风电在系统中渗透率不断提升,针对风速预测、风电注入电力系统的暂态稳定分析、大型风电场或风电场群接入对系统暂态的影响等问题进行了分析和研究,分析了考虑风速时空相关性的风速预测方法,其在风速预测方面更加合理有效,同时研究了新的风电注入系统的暂态稳定分析方法,该方法可高效地得到可靠数据,并利用该方法分析风速时空相关性对系统暂态稳定性的影响。分析了一种考虑风速时空相关性的风速预测方法。该方法由历史风速的Weibull分布参数、时间相关性、空间相关性预测得到新的风速序列,再根据风机出力模型求得风电场出力。该方法对目前“大型化”“集群化”的实际风电场风速预测更加有效,所建模型更加符合风速分布规律,为进一步的含风电系统分析奠定基础。研究利用Co-Kriging代理模型进行含风电系统的暂态稳定分析。Co-Kriging模型为一黑箱模型,以风速作为模型输入,预测得到节点电压、发电机相对功角、系统相对频率,由三者各自的概率统计信息分析系统的电压稳定、功角稳定、频率稳定特性。IEEE39节点测试系统算例和云南电网实际系统算例证明该方法对含不确定性输入的系统预测输出可靠、高效、实用。研究分析了风速的时空相关性对系统暂态稳定性能的影响。利用上述风速预测方法分别就不同的时间相关性、空间相关性得到多种预测风速序列,由这些风速序列利用Co-Kriging代理模型得到系统的暂态稳定特性。分析可知,风速相关性对发电机相对功角存在一定的影响,相关性越大,发电机相对功角标准差越大,其波动越大;风速相关性对节点电压、系统相对频率的影响可忽略。本文为风速预测和含不确定输入的系统分析提供了一种新思路,为系统设计规划、运行调度提供了有力参考,对实际工作具有重要意义。

关键词： 暂态稳定   交直流电力系统   机理分析   控制  

摘要： 交直流相关知识理论与技术不仅是物理教学中的重点,是学生必须掌握的一门学科知识,而且是我国电网改扩建项目中的重要支撑,特别是直流输电技术在大容量和远距离传输中更具优越性.本文以交直流电力系统为研究核心,从暂态稳定的机理与衡量指标、暂态稳定的控制技术和改善措施几方面对其进行研究,以期为电力系统暂态稳定的改善提供指导和借鉴.

关键词： 暂态电能质量   风电并网   RTDS   高频谐波注入法   经验模态分解   小波包熵   检测与识别  

摘要： 随着风力发电技术的逐渐成熟和规模化,风电在电力系统中所占的比重越来越大。风电资源因其具有随机性和不确定性,大规模风电接入电网将不可避免的对电网稳定性、经济性、安全性等产生重大影响。对含有风电电力系统的电能质量进行检测与识别,是评估其供电质量的重要依据,同时也是分析、控制以及改善电能供应的基础,在风力发电发展势头迅猛的今天,具有非常重要的实际意义。由于计及风电系统的实际运行实验难以实现,考虑仿真实时性和准确性的需求,本文基于RTDS实时数字仿真平台,搭建了含直驱永磁同步风电机组的电力系统仿真模型。并基于此模型,获取风电并网系统中风电的并网和脱网及系统短路故障时引起的暂态电能质量扰动信号,包括电压暂降、电压暂升、电压中断、暂态振荡及其复合扰动数据。在电能质量检测算法研究方面,本文针对经验模态分解在处理电力系统电磁暂态扰动信号时存在模态混叠的问题,用基于高频谐波注入法的经验模态分解(简称HF-EMD)对其进行改进。由于该方法的有效性依赖于高频谐波频率的选取,而目前并没有有效的频率选取原则,故本文对此问题进行了系统的研究,并通过理论分析和大量仿真实验给出了一个具体有效的选取原则。通过对仿真电能质量信号和变电站复杂实测扰动信号的分析,以及对计及风电的电力系统暂态电能质量信号的检测,验证了该方法的普适性和有效性。在电能质量识别算法研究方面,针对复合电能质量扰动的识别问题,本文给出一种基于小波包熵和改进不完全S变换的自动识别算法。结合小波包非广延奇异熵、小波包能量熵和改进不完全S变换,获取扰动信号的13种特征量,然后分析各个特征量的特征,定义一个决策树作为分类器识别各种扰动。通过对仿真信号和实测信号的识别,以及与其他几种算法识别结果的对比,验证了该方法有效性和优越性。同时将其应用于计及风电的系统暂态复合电能质量扰动的识别中,验证了该方法的有效性。

关键词： 交直流电力   暂态稳定   分析与控制   研究  

摘要： 随着社会的不断发展,我国电力的规模也在逐渐扩大,电力输送与控制问题成为了人们关注的焦点。由于我国能源的分布规律呈现出不均衡的状态,所以电力运输过程中要经过许多复杂的地形与区域。传统的交直流电力系统已经无法满足当前的运作状态,呈现出不稳定的现象。本文以交直流电力的暂态稳定机理作为出发点,对控制方式进行分析。

关键词： 电力系统   暂态稳定分析   改进   隐式梯形积分算法   应用  

摘要： 随着经济社会的不断发展，电力工作在我国国民经济运行过程中逐渐产生了巨大的作用。近年来，随着我国电力部门对电力工作的不断重视，电力系统通过优化升级，在运行过程中凸显了一定的价值。

关键词： 暂态稳定   功角稳定   电阻裕度   临界机组   等面积定则   动态鞍点  

摘要： 随着电网规模的扩大,暂态稳定问题越来越突出,受扰后快速判断系统稳定性具有重要意义。本文围绕暂态稳定性判别展开研究,提出一种基于电阻裕度的暂态稳定分析方法,该方法融合了临界机组和电阻裕度的特点,将多机系统的暂态稳定分析转化为临界机组的功角稳定电阻裕度指标分析。本文在戴维南等值原理基础上提出电力系统相对综合动态等值方法,通过研究面向PV节点的动态等值电路,得到评价PV节点功角稳定的电阻裕度,快速分析系统功角稳定性。简单系统暂态稳定分析表明:系统受扰后功角摇摆曲线能达到一个最大值是系统能维持稳定的前提。以此为理论基础,根据电阻裕度与功角之间的余弦关系,定义电阻裕度动态鞍点,动态鞍点不仅是系统失稳的轨迹特征点,也是系统失稳程度的量化观察点。研究发现了系统越过动态鞍点则失去稳定的规律,由此提出连续电阻裕度法,判别简单系统暂态稳定性。本文将简单系统连续电阻裕度法推广到复杂多机系统暂态稳定分析。假设多机系统处于二群失稳模式,功角超前的一台临界机组和功角滞后的一台非临界机组构成临界机组对,说明临界机组对的暂态稳定性等价反映全系统暂态稳定性。研究由临界机组对组成的两机系统的等面积法则,得到简便实用的等面积法暂态稳定性判别方法;从临界机组节点看进去,对多机系统进行相对综合动态等值,研究针对临界机组节点的连续电阻裕度法,验证其判断多机系统稳定性的有效性。本文还研究了临界机组节点暂态稳定极限功率,提出一种利用电阻裕度快速估计临界机组暂稳极限功率的方法。临界机组与电阻裕度结合的方法简单实用,不经过机群划分和等值,只需识别少量临界机组,而非整个临界机群,并且电阻裕度可以本地测量,降低了对全局信息的依赖,提高了效率。在新英格兰10机39节点系统仿真验证了上述方法的有效性。

关键词： 电池模型   荷电状态   电磁暂态   分析   电力系统  

摘要： 电池储能(BES)可为电力系统提供快速的响应容量,能有效提高电力系统的稳定性、可靠性和电能质量。为了研究电池在电力系统中的应用,必须建立准确的电池模型。本文在铅酸蓄电池动态模型的基础上进行简化,得到只与荷电状态(SOC)相关的、适于电力系统电磁暂态分析的简化电池模型。仿真结果验证了模型的有效性。

关键词： 舰船   电力系统   暂态稳定性   分析  

摘要： 舰船上的电力系统是一种独立运行的电网,其本身结构装置复杂;而暂态稳定性所研究的是电力系统在受到较为强烈地干扰后,各发电机是否依旧能维持同步运转。该文旨在对船电系统在出现短路瞬间的稳定性进行研究,并建立数学模型来进行仿真分析。

关键词： 相关性   Copula函数   暂态稳定   稳定裕度  

摘要： 同一地区的风电场往往由于地理位置非常接近使得风电场的风速具有一定的相关性。电力系统的暂态稳定评估应当考虑这种相关性。采用Copula函数建立风电场风速的相关性模型,得到具有不同相关性的风速样本以及其联合概率分布。并将建立的相关性模型应用于含风电的电力系统,对系统的暂态稳定进行了研究,用事故的稳定裕度指标表征系统暂态稳定程度。将所述的模型与方法用New England 10机39节点系统进行仿真分析,通过比较不同相关性风速下电力系统的期望稳定裕度,分析了风速相关性对系统暂态稳定性的影响。研究结果表明,风速相关性对电力系统的暂态稳定有重要影响,Copula函数可以合理地分析风速相关性对暂态稳定的影响,对相关理论与实践研究具有一定的指导作用。