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关键词： 暂态稳定分析   暂态能量函数   支路势能法   稳定性指标  

摘要： 随着我国国民经济快速发展，电力需求迅速增加，电网也逐步实现跨区互联，而这种情况下电力供应相对紧张加之电力市场与环境保护等方面的约束，电力系统经常接近其稳定极限运行，如果系统受到大扰动如短路故障、失机、失负荷等等，就会引发暂态稳定问题的发生。暂态稳定问题与电网结构、系统运行状态以及故障类型等方面有着密切的联系，而且随着系统规模增加、电网互联中结构的复杂、大功率电力电子元件的引入，电力系统暂态稳定性研究更为复杂。\n 由以前的文献我们可以知道，当发电机采用经典模型、忽略系统中的损耗，暂态能量沿故障后的轨迹是守恒的。在故障切除之后，大量的暂态能量将注入到系统中，发电机转子的暂态动能将转化为暂态势能分布于网络中；如果这些势能能够被网络所吸收系统将保持稳定，反之系统将失稳。\n 本文研究了暂态稳定分析的支路势能法，由经典模型到结构保持模型、由全局能量函数到局部能量函数的改进使得该方法精确性和实用性逐步增强。比较暂态稳定性的其他方法以发电机作为研究对象，支路势能法是以系统的局部作为研究对象，通过对故障后轨迹的分析便可以得出系统在大扰动下是否暂态稳定。该方法不需要对系统模型作任何的假设，即可以适应发电机、网络元件的任意模型；仅需要测量电网中的局部变量，且测量简单、计算简便；不仅能够做出是否稳定的判断，还能够给出稳定指标，能够找出系统潜在的薄弱环节。准确的识别电力系统中的薄弱环节和临界割集在暂态稳定评估中是非常重要的，本文中采用支路势能法对临界割集进行识别，根据暂态稳定性指标的排序可以找到系统的薄弱线路及临界割集。随着广域测量技术的发展(WAMS)，该方法具备了在线应用的前景。 \n 本文对支路势能法在多个系统上进行了仿真研究，验证了该方法在暂态稳定性分析以及临界割集识别中的有效性，并对该方法提出了进一步的改进，加入了支路稳定指标准入计算的阀值，减少了计算量和计算时间。\n 另外，本文探讨了支路势能法在暂态稳定控制中的应用，如最优重合闸时间的选择、制动电阻的投切策略及发电机出力的再分配等，初步构建了以支路势能法作为分析工具的动态安全检测的大体框架。

关键词： 暂态稳定   支路分割   MPI函数库   并行运算   电力系统   PC机集群系统  

摘要： 从网络分割的角度出发,采用了一种基于支路分割的并行算法,以分割支路两端的电压为交接变量,将分割支路两端的节点看作有注入电流的节点,通过迭代最终实现并行计算。继而以***.1.2.5作为操作平台,利用传递函数库实现并行通讯。最后通过IEEE39节点系统对该算法进行了测试,验证了该算法的正确性,并且通过与传统算法的比较得到了令人满意的并行加速比。

关键词： 暂态稳定   支路分割   MPI函数库   并行运算  

摘要： 暂态稳定分析的并行求解研究主要集中在对暂态计算时数学方程的并行化、暂态计算的内在并行性2方面。从网络分割的角度出发,采用基于支路分割的并行算法,以分割支路两端的电压为交接变量,将分割支路两端的节点看作有注入电流的节点,通过迭代最终实现并行计算。以***.1.2.5作为操作平台,利用MPI(MessagePassingInterface)传递函数库实现并行通信。最后,通过IEEE39节点系统对该算法进行测试,验证了该算法的正确性,并且通过与传统算法的比较得到了令人满意的并行加速比。

关键词： 电力系统稳定器   暂态稳定   MATLAB仿真  

摘要： 采用MATLAB分析工具对单机无穷大系统暂态过程进行仿真,介绍了PSS的基本功能,并分析了PSS对于系统暂态稳定性的影响。

关键词： 电力系统   暂态稳定   信息熵法   时域分析   数值仿真  

摘要： 经济的发展和技术的进步使得传统的电力系统由区域性供电转向大规模电力系统互联的方向发展，这一发展趋势在为国民经济带来巨大的经济效益的同时，也给电力系统的稳定性，特别是电力系统暂态稳定性带来了严峻的挑战。\n 熵原理反映的是自然界现象有序或无序程度演化的规律，其研究对象常常是一个系统，这样就给人们带来了一个新的希望，用熵原理来研究电力系统的暂态稳定性问题。\n 本文的主要工作是在剖析熵与信息熵原理的基础上，将它们与电力系统结合起来，以信息熵的方法进行电力系统暂态稳定性的分析。\n 首先系统地研究了熵与信息熵的原理，论证了熵原理应用于电力系统暂态稳定分析的可行性。其次根据熵原理和电力系统能量流动和转换特征，给出电力系统暂态能量时空分布的广义熵描述，建立电力系统暂态能量信息熵测度体系，提炼电力系统失去稳定时信息熵函数变异特征和规律，得到基于信息熵测度的电力系统暂态稳定判据。最后针对两个典型的试验系统，进行了信息熵法的电力系统暂态稳定的时域数值仿真分析。仿真结果表明，应用信息熵法分析电力系统暂态稳定性是可行的和有效的。尤其在电力系统多摆暂态稳定分析上，应用本文方法能大大提高判定失稳的效率。

关键词： 暂态稳定   PEBS/BCU法   能量裕度   暂态能量函数   主导不稳定平衡点  

摘要： 电力系统稳定性破坏是电网中最严重的事故之一。为了防止这类事故的发生,暂态稳定性一直是电力系统研究人员和运行人员关注的一项重大课题。分析电力系统暂态稳定性的方法主要有两种。一种是时域仿真法,时域仿真法具有分析精度高、可处理复杂模型的优点,但不能给出系统的稳定裕度指标而且计算速度慢,目前只作为暂态稳定性的离线分析手段。另一种是直接法,本论文中的能量函数法就是一种重要的直接法。其最大的优点是能够给出稳定裕度并且计算速度快。 近年来,快速暂态稳定分析的能量函数法引起了许多研究人员的重视,并做了大量的研究工作,使得能量函数法的分析精度得到很大提高,基本能够满足电力系统在线动态安全分析的要求,可以作为暂态稳定性在线扫描分析的工具。 本文主要包括以下几方面的内容: 首先总结国内外有关直接法的发展状况,概述直接法暂态稳定分析的研究发展及其在工程上的应用,介绍了稳定性理论基础及其在暂态分析中的应用,并利用单机无穷大系统分析了直接法暂态稳定分析的全过程:暂态能量函数的定义及计算,临界能量的确定,给出了规格化的稳定裕度值。通过等面积准则来说明直接法和其在稳定性分析方面的一致性。 针对多机系统的经典数学模型,给出多机系统在角度中心下的状态空间方程及其暂态能量函数。分析了PEBS/BCU方法的理论基础,在此基础上总结PEBS/BCU方法暂态稳定分析的步骤,并着重分析了这两种方法。由于能量函数方法基于微分代数方程模型,所采用的发电机收缩系统方程为刚性的,本文详细地研究了刚性方程的性质,通过比较求解刚性方程的方法,进而采用了自动变阶变步长的吉尔(Gear)方法来解决收缩系统轨线积分问题,并给出了算例。 在所建模型的基础上,编制运用PEBS和BCU方法的计算程序。运用基于稳定域边界的主导不稳定平衡点(BCU)方法计算临界能量及稳定裕度,判别机组失稳与否,并应用此程序对6机22节点系统进行暂态

关键词： 暂态稳定分析   扩展等面积准则   数值积分法   BPA电力系统分析程序  

摘要： 电力系统是十分典型的非自治非线性动态大系统。安全供电对于社会生活和经济发展都是至关重要的，而稳定性又是电力系统安全运行的关键。大区电网的互联和电力市场的发展使得系统安全稳定裕度越来越小，系统的各种数学模型接近或处于病态，给电力系统的暂态稳定性带来严峻挑战。因此迫切需要开发有量化和在线能力的暂态稳定分析工具。 数值积分法无法提供稳定裕度指标，因此只能通过反复的积分试探来求取极限量，用定性的工程经验来分析稳定性。李雅普诺夫函数必须在扰动后保持定值，才能免去扰动后的积分，多机电力系统本质上是非自治的，扰动后的数值积分无法避免，严格的李雅普诺夫函数并不存在。 扩展等面积准则法(Extend Equal Area Criterion，EEAC)进行暂态稳定评估时将观察空间与积分空间相分离，一方面在多机空间可以对任何复杂模型积分求取受扰轨迹，保持了数值解的完整性和精确性;另一方面在单机空间对映象轨迹进行定量分析。用互补群惯量中心相对运动保稳变换(CCCOI-RM)来保证上述分解—聚合求解框架的严格性。 本文首先系统地总结比较了目前用于电力系统暂态稳定分析的各种方法，介绍了EEAC法提出的背景及其发展动态，简述了电力系统稳定性以及直接法暂态稳定分析的基本理论，将单机无穷大系统的直接法暂态稳定分析和等面积准则稳定判别相比较，说明了二者的一致性，并且

关键词： 归一化暂态能量函数   能量平移法   概率暂态稳定   极限传输容量   动态安全性评估   机会约束规划   最优控制原理  

摘要： 随着我国跨大区域联网的逐渐形成和电力体制改革的深化进行，电力系统的安全性变得越来越重要。电力系统从本质上讲是一个具有随机特性的大系统，在对系统安全性评估时，合理考虑各种不确定因素的影响并进一步提高系统运行的经济性，具有深刻的理论和现实意义。 根据电力系统归一化发电机转子运动方程和归一化暂态能量函数（Normalized Transient Energy Function，NEF）的概念，研究了故障后系统最小归一化动能随故障切除时间变化的关系特性，并在此基础上提出了用于暂态稳定性裕度评估的能量平移法。能量平移法的优势在于暂态稳定分析中不需要鉴别临界发电机群。基于能量平移及故障后系统NEF的守恒性，提出了计算故障后系统吸收归一化动能能力的新方法。利用NEF的理论和方法研发了电力系统运行方式计算自动化软件，软件已用于我国天津电网、河南电网、河北电网及香港CLP电力公司的安全运行方式计算中，提高了电网安全分析的精度和可靠性。 通过对故障切除时间统计特性和不同故障类型严重程度的分析，提出了基于NEF混合算法的概率暂态稳定性分析策略，弥补了传统确定性暂态稳定分析方法的不足。该分析策略只需要对系统中一小部分比较严重的故障进行暂态稳定性计算，因此能够极大地提高概率暂态稳定分析的效率、减轻了计算负担。 基于风险的安全评估（Risk-Based Security Assessment，RBSA）理论，提出了暂态稳定约束下收益最佳的TTC（Total Transfer Capability）分析方法。该方法不但考虑了不同故障暂态失稳的概率和损失，而且避免了运行人员依靠经验指定风险门槛值的问题，有利于系统在运行的经济性和安全性之间达到合理的平衡。 考虑到故障切除时间和故障地点发生的随机性，提出了基于机会约束规划（Chance-Constrained programming，CCP）理论的动态安全评估（Dynamic Security Assessment，DSA）随机模型。对给定的置信水平，模型中概率暂态稳定约束被转化为最小临界切除时间代数约束，结合泛函最优控制原理实现了非线性系统的状态转移。同时应用风险决策中的期望值准则，对不同置信水平下系统运行的收益和损失进行综合评估，最终实现系统最佳暂态稳定控制。

关键词： 电力系统仿真   模拟VLSI   暂态稳定   PSpice   跨阻放人器   计及励磁的发电机模型   短路故障   仿真精度  

摘要： 当今,世界各国的电力系统发展得越来越庞大,为了提高电网安全稳定运行水平,对电力系统仿真技术提出了更高的要求。随着仿真规模的扩大,传统的数字和模拟仿真都有一个不可忽视的缺点:造价比较昂贵,计算速度成为瓶颈。目前,国外有学者提出了一种新的方法即使用模拟VLSI（超大规模集成电路）进行电力系统暂态稳定仿真。本文将在Fried、jun gu及候耀的基础上,用模拟VLSI仿真电力系统功角摇摆曲线,对计及励磁的电力系统暂态稳定进行分析。由于研究条件的限制,计及励磁的单机无穷大系统的暂态稳定分析将在PSpice仿真下获得结果。 本文首先阐述了正弦函数电路、加减法电路、乘除法电路、跨阻放大器电路在PSpice仿真下的实现,为仿真做基础。 其次根据“系统经扰动后的暂态稳定性可通过发电机的功角曲线来判断”的判据,围绕求解发电机功角的流程图,详细分析了积分电路来阐述发电机功角在VLSI下的实现。并分别在忽略阻尼和有阻尼的情况下,通过一系列参数变化,即适当的数学和电气上的变换,将发电机映射到线路板上。对E′恒定的单机无穷大系统进行了三相短路及不对称短路故障后的暂态稳定仿真。 最后,在计及励磁的发电机三阶模型下,即E′q恒定情况下进行了三相短路故障后的暂态稳定仿真分析,并将所得结果与Matlab仿真情况下做比较,分析误差产生的原因,通过使用改进的电阻电容和开关电容电路来减少仿真的误差。本文还使用PSpice仿真工具对低频振荡进行了分析,并仿真了在PSS下的单机无穷大系统的稳定性,这样具有更普遍的意义。

关键词： 暂态能量函数   临界能量   李雅普诺夫直接法   励磁控制   稳定域  

摘要： 暂态能量函数方法作为一种电力系统在线暂态稳定评定与控制的方法已成为当今电力系统中的一个重要研究课题。本文结合单机无穷大系统介绍了直接法暂态稳定分析的全过程：暂态能量函数的定义及计算，临界能量的确定，应用能量函数法建造不计阻尼和计及阻尼的李雅普诺夫函数。以简单电力系统为例，应用李雅普诺夫直接法分析了电力系统暂态稳定，研究了阻尼系数及励磁控制对电力系统暂态稳定域范围的影响，通过对单机无穷大系统的计算，结果表明，本算法理论正确，计算快捷，是电力系统暂态稳定性分析具有前途的新方法。 利用改进的欧拉算法来求解电力系统的机电暂态稳定问题，研究系统遭受大扰动后的功角摆动曲线以及功角与角速度的函数关系，求解系统的极限切除功角及极限切除时间，分析了系统阻尼以及极限切除时间对系统稳定性的影响。 直接法分析动态系统稳定性的特点是从能量的观点来判别稳定性，而不是通过计算系统运动轨迹来判别稳定性。采用直接法最大的优点是速度快，而且可以给出稳定度的定量值，从而可作为电力系统在线动态安全分析的工具，以及作为离线大量扫描性暂态稳定分析的工具。