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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： 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。

关键词： 双馈风机   风力发电   暂态功角稳定   电力系统  

摘要： 该文作为2篇系列文章的第2篇,重点分析双馈风机组成的大规模风电场集中接入电力系统后影响系统暂态功角稳定性的关键因素。在第1篇文章理论分析的基础上,根据扩展等面积定则,讨论了同步机出力调整、风电渗透率和风电场选址等因素起主导作用时,电力系统暂态功角稳定性的变化。然后,从暂态功角稳定的角度出发,总结出风电接入情况下指导电力系统规划和调度的一般规律。最后,通过在双机互联系统上进行的数值仿真验证所提规律的正确性。结果表明,从本质上看,各种因素的变化如果有助于减小前向机群的有功出力,则有助于提高电力系统的暂态功角稳定水平。

关键词： 风电场   光伏电站   Sobol序列   混合Copula函数   拟蒙特卡洛   暂态稳定  

摘要： 为研究风电场和光伏电站接入对电力系统暂态稳定的影响,将Sobol序列应用于计算系统的暂态稳定分析,该方法的采样值具有均匀分布特性,较少的仿真次数便可得到准确的仿真结果。同时运用混合Copula函数度量风电场之间及光伏电站之间的相关性,并通过计算所选Copula函数到经验Copula函数的平方欧氏距离来评价模型的优劣。IEEE 39节点算例系统验证Sobol序列的有效性,并将不同的风电场和光伏暂态模型接入IEEE 39节点系统,研究不同模型对系统暂态稳定的影响。

关键词： 支路势能脊   电力系统   暂态稳定分析   临界割集识别  

摘要： 运行正常的电力系统进行暂态稳定的分析与临界割集识别算法能够有效的保证电力系统自身运行的安全性与稳定性。文章分析了支路势能边界面方法中存在的缺陷与不足之处,提出了高性能高质量的电力系统暂态稳定与临界割集识别的判断依据。总结了在支路势能脊与支路稳定程度指标的电力系统暂态稳定与临界割集识别的详细计算方法。

关键词： 暂态稳定性   失稳   极限切除时间   Simulink  

摘要： 简单介绍了电力系统静态稳定性和暂态稳定性概念,从物理过程和数学算法方面分析了简单电力系统的暂态稳定性问题。基于MATLAB7.0编程软件绘出对一给定的单机无穷大系统在线路侧发生不同短路故障后发电机的摇摆曲线(δ-t曲线),得出在相同的系统参数下,三相短路对系统的暂态稳定性影响最大,发电机几乎处于失稳状态;单相接地短路对系统暂态稳定性影响最小,线路两侧的继电保护装置有最长的动作时间来切除故障。给出利用MATLAB求解发电机摇摆曲线的简化之后的M函数程序、Simulink仿真模型及故障及时切除、故障切除过晚发电机转速变化波形图,可供相关专业人员在电力系统暂态稳定性学习过程中参考。