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关键词： 电网运行   暂态稳定   支持向量机   人为故障   稳定极限   快速识别   大面积停电   电力市场   动态安全域   电力系统  

摘要： 电网的不断互联,电力市场政策的逐步实施使得电网的动态行为更加复杂,电网运行越来越接近其稳定极限,一旦发生自然或者人为故障,如果不能及时有效地加以控制,将会破坏电网的稳定运行,甚至酿成大面积停电事故。为了保证电网稳定运行,防止大停电等恶性事故的发生,现代电网亟须有效的在线暂态稳定识别算法,能够快速识别出故障后存在的潜在危险,为紧急控制争取更多的时间。

关键词： 船舶电力系统   动态等值   能量函数   暂态稳定   感应电动机负荷  

摘要： 针对大型船舶电力系统的特点及其日益突出的暂态稳定性问题,开展了适用于船舶电力系统的方法研究。结合船舶电网拓扑结构自身特点,建立了适用于大扰动下暂态稳定分析的船舶柴油发电机组的动态等值模型、推进电机及其螺旋桨四象限工作特性等值模型。以船舶电网轴线为界,将系统等效成两机模型进行时域仿真分析,在此基础上建立系统能量函数,提出了一种适用于船舶电力系统的暂态稳定性混合分析法。该方法即可定量描述系统暂态稳定性及其稳定裕度,又可直观地在线监测系统各状态变量的动态过程。最后通过仿真算例验证了新方法的正确性和有效性。

关键词： 模块化多电平换流器型高压直流输电   直流故障   暂态稳定   电力系统   等面积法则  

摘要： 首先介绍在远距离大容量输电场合,3种基于模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)的高压直流输电(high voltage direct current,HVDC)拓扑及其处理直流故障的方法:基于半桥子模块(half bridge sub-module,HBSM)的HMMC-HVDC跳换流站交流侧断路器,基于箝位双子模块(clamp double sub-module,CDSM)的CMMCHVDC通过换流器控制实现直流侧故障自清除,以及基于电网换相换流器(line commutated converter,LCC)和MMC的混合拓扑在MMC直流出口处加装大功率二极管(LCC-D-MMC-HVDC)。然后,在由MMC-HVDC和交流线路构成的交直流并列简化系统中,基于等面积法则,对上述3种直流故障处理方法的暂态过程进行理论分析,并提出评价指标。最后通过仿真验证了分析结果。

关键词： 风电并网   Kriging代理模型   暂态稳定不确定性   风速相关性   概率权重矩   三阶多项式正态变换  

摘要： 在电网规划过程中,为了研究风电场并网运行电力系统的暂态稳定不确定性,采用Kriging代理模型来模拟电力系统。将基于概率权重矩的三阶多项式正态变换法预测得到的相关性随机风速作为随机输入,进行系统暂态时域仿真得到随机响应,建立系统Kriging代理模型,将随机输入和随机响应之间的复杂隐式函数简单显示化,与蒙特卡洛法相比相同仿真次数用Kriging代理模型可更快速地得到系统响应的统计信息。IEEE 39节点算例验证了Kriging代理模型对模拟系统的有效性、准确性、高效性。云南电网实际系统算例验证了Kriging代理模型对真实电力系统的实用性,同时表明风速的随机性会引起系统响应不确定性,对系统安全稳定运行产生一定影响。

关键词： 海油平台   暂态稳定   隐极电机   保护装置   电力系统  

摘要： 海洋石油开采量不断提高，开采速度增快，海上平台个数不断增多，海上作业区块也不断增加，造成海上石油平台的带电负荷日益增大，负荷/平台变电站、海底电缆、分布式发电等构成的电力系统的规模也日益增大，长距离输电的海缆日益普遍，提高海油平台电力设施的安全稳定性成为亟需解决的问题。而海油平台电力系统的运行环境与陆上的电力系统更为复杂，海油平台电力系统大扰动的概率远远高于陆地上，海上石油平台电力系统又具有电压等级比较低、电网功率不大、时间常数较低、线路短，造成相关的线路电抗不大等缺点，因此海上石油平台电力系统假如不安装自动重合闸等继电保护安全装置，海上石油平台电力系统的抵抗抗大扰动的能力急剧降低，其供电可靠性也会降低。\n 论文采用ETAP电力系统仿真软件采用时域仿真法对某海上石油平台电力系统进行了暂态稳定性分析与仿真。首先，建立了海洋石油平台电力系统中同步发电机的定子、转子、励磁器、调速器、以及系统中负荷等器件的数学模型，并对模型过程进行了详细介绍，对模型进行了简化和分析简化模型的条件，计算了简化模型中各参数的转化，在系统稳定状况下计算了简化模型的潮流。其次，仿真分析了高压母线、海缆三相短路故障类型的海油平台电力系统暂态稳定性，仿真条件是短路后0.15秒将短路支路切除故障；单台发电机组失磁故障的暂态仿真。最后，分析了不同开机方式、不同轴阻尼系数对暂态稳定的影响。\n 仿真分析可知，采用低频切负荷、高频切机等稳控措施可以提高严重故障情况下海油平台电力系统的暂态稳定性；发电机组轴阻尼系数越大，系统阻尼越大，转子的不平衡转矩越小，越有利于系统到达新的平衡状态，有利于系统暂态稳定。

关键词： 机电暂态   交替迭代   电压波动   稳定特性   分频风电  

摘要： 对含分频风电的电力系统机电暂态计算方法以及暂态特性进行了分析。首先,建立了交交变频器的准稳态模型,该模型反映了暂态过程中变频器两侧的电压、功率关系。其次,提出了含分频风电的电力系统暂态稳定算法。该算法将交交变频器准稳态模型与低频、工频两侧的网络方程相连得到系统网络代数方程。同时,利用交替迭代法对系统微分—代数方程组进行求解。最后,对含分频风电的电力系统的暂态稳定特性进行了分析。分析结果表明,由于低频侧电抗仅为工频系统1/3左右,故障时低频风力发电机转速响应的阻尼高于同距离的工频系统。同时,当低频侧故障时交交变频器对工频侧发电机的振荡具有明显的抑制作用。

关键词： 暂态稳定性   含风电电力系统暂态能量函数   可控串联补偿   控制策略   风速扰动   稳定判据  

摘要： 随着风电在电网中的渗透比例越来越高,大容量风电场直接接入高压输电网将对我国电网带来越来越大的影响。大容量的风电直接接入电网,将使得原有系统的功率分布以及整个系统的动态特性发生改变。并且由于风电机组与同步发电机组有着不同的稳态与暂态性能,因此风电接入后电力系统的稳定性会发生变化,对电力系统传统的暂态稳定方法提出了新的要求。 在各种暂态稳定在线分析方法中,暂态能量函数方法以其能够定量计算系统稳定程度,适合于灵敏度分析等优点得到较多关注。有鉴于此,本文围绕含有风电的电力系统暂态能量函数数学模型、暂态稳定定量分析方法以及在风速扰动下暂态稳定分析等前沿科学技术问题展开深入研究,主要研究成果如下： 1)以经典模型下的电力系统暂态能量函数为基础,建立了含风电电力系统的暂态能量函数数学模型,由此可以定量计算出网络中每条支路上的暂态势能及分布在风力发电机当中的暂态能量。基于该模型研究了接入风电后系统的暂态能量在网络中的分布特性,动能和势能之间的转换关系,以及网络暂态能量的分布同系统稳定性之间的关系,为含风电电力系统暂态稳定分析奠定了基础。 2)基于本文提出的含风电电力系统能量函数数学模型,研究了风电机组接入电力系统的功角特性,进而对风电机组接入后的电力系统功角稳定性进行了理论分析。据此分析了在风速突然变化时的系统暂态能量分布特性,提出了含风电电力系统稳定运行的必要条件,并建立了风速扰动时电力系统的稳定性判据。 3)基于含风电电力系统暂态能量函数,提出了在含风电电力系统的输电网络上串联可控串联补偿装置(TSCS)的控制策略。该控制策略充分利用了TCSC的可连续调节的特性,仅需所装设支路的就地信号,不需要任何其他遥测信息量,为解决基于能量函数控制策略的离散性与控制设备的可连续调节的矛盾提供切实可行的新方法。最后将预测技术应用于控制策路的有效实施。 4)将本文所建立的能量函数模型应用于我国东北某实际含风电电力系统中,对该系统在故障时的暂态稳定性进行分析计算。对仅依赖于支路信息稳定性指标进行了相应的修正,使之能够适应含风电电力系统在不同扰动下稳定性的定量计算。并采用对实际电网装设TCSC装置,使用本文所提的控制策略对装置进行控制,以提高实际系统的稳定性。

关键词： 风力发电   暂态安全   风险评估   蒙特卡洛并行算法   扩展等面积准则  

摘要： 在电力系统大力提倡节能减排的今天,伴随着风力发电技术越来越成熟,风电并网大势所趋。然而,由于风能的随机性和间歇性,所以不得不考虑风电并网对于电力系统所带来的风险,尤其是系统的暂态安全问题更是不容忽视。因此,本文就含风电场电力系统的暂态安全风险问题进行了研究。对于电力系统进行风险评估,是要综合考虑系统故障的概率和故障的影响两方面因素。基于风险评估的定义,本文首先研究了含风电场电力系统运行状态的概率模型,并根据蒙特卡洛模拟的方法对系统的运行状态进行抽样。出于提高抽样效率以及充分利用计算资源的目的,本文采用了蒙特卡洛并行算法对系统运行状态进行抽样,并且以含风电场的IEEE-14节点系统的暂态稳定计算为例,验证了使用蒙特卡洛并行算法进行状态抽样可以提高了抽样的效率,减少模拟时间。为了衡量风险评估中的系统故障的影响,本文利用扩展等面积准则理论(EEAC法),通过将风电场对系统的影响转化为系统运行参数的方式,给出了含风电场电力系统暂态能量裕度的计算方法,拓展了EEAC法的应用范围,并且在含风电场的IEEE-39节点系统的平台上,将修正的EEAC法与时域仿真法在相同故障状态下扫描得到的故障临界切除时间进行对比,验证了文中提出的修正的EEAC法的有效性。本文以含风电场电力系统在运行状态下的暂态能量裕度作为衡量系统暂态稳定水平的指标,并且结合系统运行状态的抽样过程,建立了包括风险指标计算和风险分级的含风电场电力系统暂态安全平均风险指标的评估体系。采用含风电场的IEEE-39节点系统为算例,根据风险评估定义,利用蒙特卡洛并行算法对系统运行状态进行抽样并结合修正后的EEAC法求取系统暂态稳定裕度进行了仿真分析,算例着重分析了并网风电场的容量、并网点以及风电场类型对于电力系统暂态安全风险的影响,并通过对风险指标分级,确定了系统暂态安全水平,为系统运行工作提供了重要参考,仿真所得到的结果是符合实际而且令人满意的。

关键词： 电力系统   暂态稳定   影响因素   分析方法  

摘要： 伴随电力系统的快速发展，互联电力网络也越来越大，同时暂态稳定性问题越来越严重。一旦电力系统丧失稳定就通常会导致较长时间、较大范围内出现停电现象而给人们的生产生活带来不便和严重的损失，甚至伤害，导致系统瓦解。因此，暂态稳定是电力系统事故发生的重要因素。由此可以看出，对电力系统在暂态稳定进行分析和探究具有非常重要的价值，有利于促进电力系统运行稳定性和安全性的提升。

关键词： 电力系统   暂态   稳定性   控制时间   控制地点   控制量   切机  

摘要： 研究投入紧急控制后阻止系统失稳的有效性和经济性,为控制方案的制定、实施提供依据。总结了影响紧急控制有效性和经济性的3个要素:控制施加时间、控制量的大小和控制地点选择。以切机控制为例进行分析,结果表明:在超前失稳侧切机控制投入时间越早,控制效果越好;因闭环控制切机量无法一次精确计算,可以一次略微过量控制保障有效性或多次控制兼顾经济性;超前失稳侧切机的地点不同,阻止失稳的效果不同,需要寻找有效、经济的控制地点。