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关键词： 电力系统   暂态稳定   在线化   设计与实现  

摘要： 当前，我国电力系统的发展日趋扩大,电力系统安全稳定运行问题已成为最重要的问题,而且越来越突出。解决好现目前电力系统实时安全分析及安全稳定控制问题成为电力生产、运行和制造部门的重要任务。力系统暂态稳定分析计算是安全稳定分析的重要内容，但在过去的实际生产中只是建立在离线分析的基础上。电力系统运行方式专业用离线方式可以制定系统运行极限运行状态、分析系统极限故障跳闸情况及其离线稳定控制策略。随着EMS能量管理系统在电力系统生产现场的成熟应用，及近年来基于GPS相量测量单元(PMU)和广域网测量系统(WAMS)的发展，也为电网实时数据信息采集和生数据到熟数据的筛选奠定了基础。它同时也为暂态稳定分析在线化提供了可靠的数据来源。为提高时效性，提出在线参与全网暂态稳定分析计算，并用数学算法求解，判定电力系统是否失稳，再通过系统发出告警及控制信息以提醒生产实际工作。 本文设计的电力系统暂态稳定性在线化分析软件是与现行电网自动化系统相配合，本系统以现有的iES600Pro电网调度自动化主站系统（以下简称iES600Pro系统）为基础，获取实时潮流数据、各电气设备的运行参数，并经隔离装置后得到暂态稳定分析的数据来源。再经潮流计算后作暂态稳定判断，判定电力系统是否失稳，并通过系统发出告警及控制策略以此提醒生产实际工作从而实现电力系统暂态稳定分析的在线化方式。电力系统暂态稳定分析的在线化设计是完全根据电网实际运行工况和故障信息得出的实际制量，能更有效得指导实际电网运行，能预报事故并在电网事故情况下创造最佳的事故处理阶段，提高供电可靠性。 最后所设计的软件系统运用在线化工作模式，符合稳定分析控制专业工作者的实际需求，与EMS系统接口后能够很好的实现在线分析工作系统使用过程中，运行稳定，性能合格。有利于提高暂态稳定分析的实时性与准确性，对暂态稳定的在线分析以及智能电网的在线安全评估具有深远的发展前景及重要的现实意义。

关键词： 暂态稳定   低频振荡   失磁保护   PSASP  

摘要： 大型钢铁企业的生产具有连续性,在国民经济的发展中占据重要地位。钢铁企业的区域性电力系统对供电可靠性要求较高,出于生产需要一般都建有自备电厂,属于典型的有源受电系统,钢铁企业含有大容量的冲击性负荷,有可能会影响大型企业电网的暂态稳定。本文基于PSASP电力系统综合分析程序,对钢铁企业区域电网进行了暂态稳定性分析。 钢厂电网在断开与外电网的联系后,企业内部大型机组对大型企业电网的暂态稳定至关重要,应保证大型机组的安全稳定运行。发电机故障60%为失磁故障,汽轮发电机组失磁后,理论上允许短时异步运行一段时间,如果可以在较短的时间内切除励磁故障或者更换励磁电源,发电机还可以恢复同步运行。因此对发电机失磁保护进行研究对大型企业电网的稳定性具有重要的意义。 当大型企业电网与大型电网并联后,低频振荡是影响电力系统安全稳定运行的重要稳定因素,本文分析了低频振荡的产生机理,基于能量函数的方法,认为外施扰动源提供振荡能量,系统阻尼消耗能量,根据网络中的能量流方向,可以进行强迫振荡扰动源定位。

关键词： 暂态稳定   牛拉法   改进欧拉法   摇摆曲线  

摘要： 本文通过对电力系统主要元件机电暂态过程进行建模分析来确立算法,进而采用FORTRAN语言对电力系统暂态稳定计算进行设计程序。本程序包括采用牛顿拉夫逊法计算出电力系统扰动前的正常运行状态、求电力系统扰动情况下的初值条件、采用直接法解网络的代数方程等主要程序模块。最后根据计算出的发电机转子相对角度而绘出发电机转子摇摆曲线,据此来判定系统是否暂态稳定。

关键词： 单机等面积法   单机无穷大   暂态稳定   紧急控制   预防控制   风力发电   数值计算  

摘要： 随着国民经济的发展，电力的需求日益增加，电能已经成为现代社会不可或缺的一部分。现代电力系统一旦发生事故，就有可能威胁到社会稳定，造成重大的经济损失。因此，电力系统安全稳定运行是居民正常生活的保障，是电网正常运行的基本条件。为防止电网受大扰动后，系统暂态失去稳定，造成大面积停电事故，本文对电力系统的暂态稳定、紧急控制和预防控制算法进行了深入研究，评估电力系统的暂态稳定裕度，制定出合理的控制措施，确保电力系统能够安全稳定运行。 单机无穷大母线(One Machine Infinite Bus, OMIB)等值法定义了动态OMIB等值的稳定裕度，揭示了OMIB等值机械功率的调节对暂态稳定的影响。本文从OMIB等值和单机等面积定则原理(Single Generator Equal Area Criterion, SGEAC)的基础理论出发，研究和比较了OMIB等值和基于SGEAC法的2个单等值机组的暂态稳定、紧急控制和预防控制算法。研究表明单等值机组的稳定裕度、紧急控制和预防控制需调节的机械功率和OMIB等值机完全相等。更好地理解了基于不同等值机组暂态稳定的一致性以及各等值机组机械功率的调节对暂态稳定的影响。 选取短时间内OMIB等值或2个单等值机组的时域仿真数据，利用最小二乘法拟合出电磁力矩关于转子角的多项式函数。根据多项式函数和稳定裕度的定义式，得出了首摆失稳情况下各等值机紧急控制和预防控制需调节的最小机械功率的数学表达式。针对多摆失稳情况，比较和分析了各等值机首摆、二摆的稳定裕度与控制量之间的关系，提出了一种简单的临界控制量计算方法。通过实验仿真，验证了计算方法的准确性和有效性。 根据SGEAC法的特点，给出了系统的稳定判据、临界机群识别和紧急控制方案的选择等详细步骤，设计了电力系统暂态稳定紧急控制自动计算程序。在IEEE17机测试系统和实际大规模电力系统中对各种失稳模式进行了测试，测试结果表明该自动计算程序计算精度高、计算速度快，具有一定的实际工程应用价值。 随着现代电力系统以及新能源的大规模发展，电力系统中出现了大量含有时间常数极小的模型或元件，如双馈感应发电机等。本文根据Matlab/Simulink中的双馈感应发电机组模型编写了可适用于电力系统暂态仿真程序的风力发电机组动态模型，并利用牛顿迭代法精确求解双馈感应发电机组的初始值。通过在单机无穷大系统上的仿真计算，验证了双馈感应发电机组模型和初始值计算的准确性和适用性。 含有时间常数极小的模型或元件的出现使电力系统由原来的“非刚性”系统变成了“刚性”系统。传统的改进欧拉法或隐式梯形法均不适合求解“刚性”系统。本文根据电力系统自身特点，结合改进欧拉法和隐式梯形法的优点，提出一种可精确求解“刚性”系统的多步长快速数值积分方法，并从理论上分析了数值积分方法的数值稳定性与稳定域。利用该计算方法对简单“刚性”系统进行数值计算，计算结果与理论分析一致。 针对“刚性”电力系统，结合多步长快速数值积分方法，提出了一种电力系统快速暂态仿真方法。该方法在系统积分步长不变的情况下，通过可变参数改变含极小时间常数模型的积分步长。含极小时间常数模型在改变后的步长下进行数值计算，此过程无需求解电力系统网络方程。当含极小时间常数模型的积分时间和系统积分时间同步时，含极小时间常数模型与系统中其他模型统一进行精确的数值计算。含双馈感应发电机电网的暂态仿真结果表明，该仿真方法计算速度快、精度高，是一种有效、适用的计算方法。 分析了短路棒保护对双馈感应发电机组暂态特性的影响，仿真结果表明含有短路棒保护的双馈感应发电机组具有一定的故障穿越能力。利用SGEAC法对含风电场的电力系统进行了暂态稳定分析与控制，仿真结果表明SGEAC法同样适用于含风电场的电力系统，拓展了SGEAC法的应用范围。

关键词： 暂态稳定   时域仿真   微分方程   Duhamel积分   性能指标  

摘要： 随着电力系统规模的不断发展,电力体制改革的不断深入,电网建设也在积极的进行中。全国联网格局基本形成,特高压电网发展日益跟进,能够在此种情况下实现电力系统安全稳定控制就成为了我们研究的主要问题。2012年发生的印度大停电事故更加警示我们任何时刻都不能轻视电力系统的安全稳定运行,而在电力系统的动态安全分析中暂态稳定计算占有重要的地位。 本文对现有的关于求解微分方程的数值积分方法做了简要概括,按显式和隐式两种方式介绍了适用于求解电力系统暂态稳定的几种算法。探讨了基于Duhamel积分的求解非齐次微分方程的方法,结合暂态稳定计算的微分方程表达式,将求解方法引入到电力系统暂态稳定计算中。将线性部分的系统矩阵选为奇异阵,以得到指数矩阵函数的准确解析表达式,并对Duhamel项中非线性部分进行线性拟合,推导出适用于电力系统的局部截断误差更小的发电机功角求解方法。并且,为继续提高其求解高阶发电机模型时的计算精度,进一步提出了基于发电机高阶模型的暂态稳定计算中微分方程的求解方法。通过算例分析,验证了所提方法的求解精度高和计算速度快的优点,为实现大步长下的暂态稳定计算提供了解决途径。本文还利用Duhamel数值积分的暂态稳定计算求取功角更准确的特点,将其与性能指标法相结合应用到预想事故筛选当中,并与势能界面法相比较,通过仿真算例结果验证了本文方法的适用性,为基于时域仿真的预想事故筛选技术提供了又一有效方法。

关键词： 暂态电压稳定   直驱永磁风机   线路故障临界切除时间   风电场  

摘要： 利用线路故障临界切除时间来表征电力系统暂态电压稳定性的量化指标,采取动态时域仿真法对WSCC3机9节点算例系统与基于直驱机组并网风电场接入该算例系统的暂态电压特性进行了仿真分析,研究结果表明,接入直驱机组风电场后算例系统的线路故障临界切除时间要比原算例系统的线路故障临界切除时间要长,因此,基于直驱机组风电场的接入算例系统能较好地改善原系统的暂态电压稳定性。

关键词： 电力系统暂态稳定   WDT-III系统综合自动化试验台   影响因素  

摘要： 电力系统暂态稳定影响因素的分析对电力系统暂态稳定性、电力系统的安全运行和暂态稳定预防控制都有着重要意义。影响电力系统暂态稳定的主要因素分别为故障类型、运行方式、微机保护的故障切除时间等。本文通过使用华中科技大学研发的WDT-Ⅲ电力系统综合自动化试验台进行暂态稳定实验,并对获取的实验数据进行了分析研究,实验结果表明,三种因素对电力系统暂态稳定具有不同的影响。实验结果分析对提高电网暂态稳定分析具有一定的参考价值。

关键词： 暂态稳定   时域仿真法   直接法   人工智能法   小波分析  

摘要： 随着电力系统的发展,互联电力网络变得越来越大,暂态稳定性问题日趋严重,而电力系统安全运行的关键之一是可靠的暂态稳定分析。通过介绍电力系统暂态稳定分析常用的几种方法,回顾电力系统暂态稳定的发展历史和现状,对比分析了几种方法的特点及适用范围,并在此基础上对电力系统暂态稳定分析的发展前景进行了展望。最后指出,小波分析用于电力系统暂态稳定分析具有广阔的发展空间,特别是在处理暂态信号方面,更是一个很有应用价值的研究方向。

关键词： 电力系统   等面积定则   暂态过程   扰动  

摘要： 对于电力系统来说,不管是系统的稳态过程还是暂态过程,我们总是希望电力系统能够稳定地运行.文章就电力系统的暂态稳定问题作相关讨论,通过由大扰动引起的稳定性问题,分析电力系统暂态稳定的物理过程,并研究如何提高电力系统暂态稳定的措施,以期为现代电力系统的可靠、安全运行提供有益的参考.

关键词： 电力系统   暂态分析   故障分析   差分算法   Prony算法   神经网络  

摘要： 为提高对含有谐波、间谐波和衰减直流分量的电力系统故障暂态信号的分析精度,提出基于改进Prony算法的暂态信号分析方法。Prony算法的模型具有能较准确描述故障暂态信号特征、直接提取信号频率的优点。先采用差分算法滤除衰减直流分量并对高频信号进行放大以提高Prony算法的分析精度,利用Prony算法对信号中含有的频率分量进行估计,以确定神经网络的神经元个数和训练的初始值。将各频率分量的频率作为神经网络训练待定的权值,同时估计各频率分量的频率和幅值。仿真结果证明了所提方法的快速性和有效性。