电力系统暂态稳定关键影响因素仿真研究

针对动态负荷比例和初始转差率对暂态功角失稳和暂态电压失稳耦合程度的影响,以及互联电网出现功角失稳和电压失稳耦合时,初始转差率和感应电动机比例对主导失稳模式的影响进行了仿真比较研究.仿真结果表明,与初始转差率相比,感应电动机比例对暂态功角失稳和暂态电压失稳耦合程度影响更大,而初始转差率则对主导失稳模式有直接影响.     

基于PMU的暂态稳定自愈控制

提出了一种基于相量测量单元(PMU)的暂态稳定自愈控制方法。该方法首先对系统进行离线仿真,记录失稳发电机在受扰情况下偏离电气故障中心的距离。对不稳定的功角曲线进行聚类并提取特征曲线,生成失稳发电机的受扰轨迹模式库。利用发电机的广域测量短时上传数据,结合受扰轨迹模式库,判断该发电机的稳定性。如果该发电机失稳时间小于特定值,则将该发电机切除。如果该发电机失稳时间大于特定值,则启动自愈控制策略,切除部分发电机容量,以保证系统稳定运行。以新英格兰节点测试系统为例,证明了该方法的有效性和合理性。     

基于极限学习机的电力系统暂态稳定评估方法

随着清洁能源替代和电力系统电力电子化的趋势增强,传统的基于理论模型的电力系统数值仿真方法将面临新的挑战,不依赖于元件模型的数据驱动型电网稳定评估方法逐渐受到重视.基于极限学习机(ELM)理论,提出适于在线应用的电力系统暂态稳定评估方法.首先,通过调节稳定和失稳仿真样本的比例进行样本筛选,减轻样本集中失稳样本较少而引起的样本不均衡现象,并引入递归特征消除法进一步处理样本集;然后利用交叉验证法优化ELM的网络结构,并用处理后的样本集进行ELM的训练;最后,根据神经网络的输出结果预测系统的稳定性,并改进泛化能力评价标准对结果的可靠性进行评估.算例分析表明,递归特征消除法可明显降低特征冗余度,改善模型性能,所提出算法的训练时间短且具有较高的预测准确度.     

基于模态级数法的功角失稳和电压失稳主导性识别

准确区分电压稳定和功角稳定问题是评价电力系统稳定性的基础.单独分析其中某一方面的问题,不考虑两者之间的相关性,就会使分析结果不全面,从而不能准确地反映系统的真实情况.基于传统的暂态电压分析模型,利用模态级数分解法,通过分析系统平衡点附近的非线性相关因子,得到平衡点附近的非线性失稳模式,通过分析二阶解析解响应得到了主导失稳模式指标,最终确定系统主导失稳模式.通过WSC4机系统仿真结果表明,该方法能准确反映平衡点附近的稳定状态和辨别系统主导失稳模式.     

双馈发电机的稳定性研究

本文首先通过功角特性分析了双馈发电机的静态稳定性,并给出了其可以稳定运行的功角范围。然后根据同步旋转坐标系下双馈电机的动态数学模型,推导出双馈发电机在小信号扰动下的线性数学模型,利用李雅普诺夫第一法及第二法分析定子磁场定向下双馈发电机的暂态稳定性的充要条件,旨在从电机参数和稳态运行工况点的电机变量的变化对系统暂态稳定性的影响的角度来分析双馈发电机的稳定性。     

基于轨迹灵敏度的暂态稳定预防控制方法

预防控制对提高稳定性及维持系统安全运行有重要意义.基于电力系统角半径的概念,对角半径及其变化速度与暂态稳定性的关系进行了深入研究,在此基础上定义了一种新型暂态稳定性能指标.通过轨迹灵敏度仿真,计算稳定指标对各发电机有功输出的梯度近似值,将预防控制问题转化为以发电机有功输出为控制量的非线性规划问题.该方法易于求解,且不受元件模型的限制,适用于各种复杂失稳模式.对10机新英格兰典型电力系统的分析结果表明,该方法快速、可靠,能够在确保系统安全的前提下实现经济性最优.     

发电机励磁附加断续控制对提高电力系统暂态稳定性的研究

由于现代高压电网继电保护、开关动作迅速，切除短路的时间很短，一般的发电机的强 行励磁对提高电力系统暂态稳定性的效果是不明显的。文章提出，可以采用励磁附加断续控 制，在短路切除到功角到达最大值这段时间内继续增大励磁，改善暂态稳定性，而用定子电 压限止器来限止定子过电压。通过单机无穷大系统动态模型试验，取得了在多种情况下断续 控制对提高暂态稳定性的效益的数据，一般情况下提高暂态稳定极限的幅度为１０％左右。     

励磁系统模型对林芝电网暂态稳定性的影响分析

励磁系统是保证发电机和电网稳定运行的有效手段,分别采用可控硅励磁系统与自并励静止励磁系统模型,在重要联络线发生三相短路故障时,利用BPA研究两种励磁系统模型对林芝电网暂态稳定性的影响.通过分析,采用自并励励磁系统模型时发电机组功角振荡小,且功角振荡衰减快,而采用可控硅励磁系统模型时发电机组功角振荡大,且功角振荡衰减慢,此结论对采用何种励磁模型以提高小水电系统暂态稳定分析的准确性具有一定的现实意义.     

大型同步发电机参数在线辨识原理

提出一种测取大型同步电机参数的在线辨识方法。阐述和推导了参数辨识原理及辨识模型。首次提出运动方程和外部等效线路方程的辨识模型。在发电机带负载运行时,对励磁系统施加阶跃干扰,量测电机电压、电流及功角的暂态响应。采用简化大扰动数学模型,一次辨识出同步电机电磁参数和运动方程参数,以及等效无穷大电网电压Ｕｃ和等效线路阻抗Ｘｃ。该方法多次应用于我国大型火电站和水电站,先后对１００ＭＷ和２００ＭＷ汽轮发电机和７５ＭＷ水轮发电机进行了在线参数辨识。用辨识参数计算出的电机动态响应与实测结果有很好的一致性。     

基于PSAT含UPFC多机系统的动态特性研究

阐述PSAT的功能、特点及仿真原理,介绍PSAT中UPFC的模型建立和控制方法.为了验证UPFC装置对系统暂态稳定性的提高作用,以WSCC3机9节点系统为原型建立仿真模型,基于PSAT进行暂态稳定时域仿真.仿真结果表明,PSAT简单易操作,是进行电力系统研究的实用工具.UPFC能很好地补充电压降、稳定系统电压、提高系统功角稳定性并能成功延长系统失稳时间.从而提高系统的暂态稳定性.     

基于改进随机森林的电力系统暂态稳定评估

针对传统基于机器学习的电力系统暂态稳定评估方法存在准确率偏低和泛化能力不足的问题,提出了一种基于特征选择和改进随机森林的在线暂态稳定评估方法。首先,通过最大化联合互信息挖掘电网运行数据之间的相关性,筛选出具有代表性的关键特征子集;然后,考虑到电力系统数据库中稳定样本与失稳样本之间的类别不平衡问题,通过改进bootstrap抽样和对决策树进行加权处理,增强随机森林对失稳样本的识别能力;最后,基于改进的随机森林算法,建立关键特征数据与暂态稳定标签之间的映射关系。实验结果表明,所提方法具有较高的准确性和较强的鲁棒性,能够满足在线应用的需求。     

PMU的原理及在电厂的应用

随着全球经济一体化发展的加快,能源分布和经济发展的不平衡,以及大电网互联、跨国电网互联趋势的不断发展,电网稳定运行的问题日益突出。对电网稳定运行影响最大的是运行稳定性的破坏,包括功角稳定、频率稳定和电压稳定。功角稳定又分暂态稳定和系统低频振荡。因此建立广域电网的稳定监视和控制系统具有重要的意义,它可为功角稳定提供最直接的原始数据。     

转子绝对动能增量及其在失稳模式判别中的应用

研究了大扰动下复杂电力系统失稳模式的判别指标。针对暂态能量函数法使用的势能概念在物理意义上的疑问,从发电机原始转子运动方程和经典转子运动方程出发,讨论了转子不平衡功率对时间积分的物理意义,分析了它们同暂态稳定分析中使用的势能概念的关系,在此基础上提出了相对动能和绝对动能的概念。根据发电机绝对动能增量大的机组最有可能率先失步的事实,提出了以绝对动能增量为指标进行电力系统失稳模式判别的方法,并通过对实际系统的仿真计算验证了方法的可行性。     

智能自校正多模态轨迹跟踪控制

对于类似于机械手的运动轨迹跟踪和定位控制,为了获得良好的跟踪性能和定位精度,针对复杂多变的被控对象,运用智能控制理论,引入对象过程特征和行为特征的概念,以对象的过程特征状态和行为特征状态为条件元素,构造了1个分层递阶高阶产生式跟踪控制系统结构.系统在运行过程中通过对对象的过程特征和行为特征辨识,实现控制器参数的自动调节和多模态控制.为了具体实现该系统结构的应用,建立用于过程特征辨识、参数校正和控制决策的特征模型,以及从过程特征状态集、行为特征状态集到参数校正模态集和控制决策模态集的映射关系.针对机械手的运动特性进行了仿真研究,仿真结果表明,该系统结构具有较强的鲁棒性,是一种行之有效的方法.     

电力系统功角测量方案的研究

电力系统中功角δ和系统的状态有着密切的联系,是判别电力系统稳定性的一个重要参量．例如,发电机的正常和进相运行、系统故障及其恢复过程中,功角的摆动和振荡等,都离不开功角的测量、监视和记录．因此,对功角的测量无论是对电力系统的静态稳定还是暂态稳定都有着极其重要的意义．但多年来,一直无简易的方法实时遥测功角值,而是通过遥测其它各量计算出功角的估计值．笔者提出了两种直接测量功角的方法,并对其测量精度和误差进行了比较分析．因此,利用ＧＰＳ同步时钟可精确地对功角进行测定．     

双并行结构优化的极限学习机及其在回归数据集中的应用

极限学习机(ELM)发展自单隐含层前馈神经网络算法,其理论简单,运行快速,应用非常广泛.为了提高ELM的泛化性能,提出了一种带有双并行结构的优化ELM算法(DPELM).在DP-ELM中,建立输入层和输出层间特殊的连接,使得DP-ELM的输出节点不仅可以接收隐含层节点的信息,也可直接接收输入节点的自信息.利用3组回归数据集验证算法性能,实验结果证明,与ELM相比,DP-ELM可以达到更好的回归精度以及更稳定的泛化能力.     

一种涵道无人直升机模型参数辨识试验策略

针对样例涵道无人直升机,考虑机体振动等环境因素对输出数据的污染,提出一种样例无人直升机悬停模态下模型参数辨识方法．针对带角速率反馈的广义直升机参数辨识模型．利用直升机角速率、线加速度和操纵量依次独立辨识纵向通道模型参数Iy,Ib和Cr．首先根据传感器输出噪声方差先验信息筛选观测数据,有效剔除由此产生的部分野值样本．然后进一步采用低通滤波器对观测数据进行滤波．通过最小二乘法进行二次辨识．试验结果表明．该方法可显著提高模型参数辨识精度并降低参数估计的标准差．     

基于最优定界椭球-极限学习机算法自适应软测量建模的应用

针对传统滑动窗更新模型时忽略最新数据和待测样本相似性,以及即时学习未考虑相似样本和待测样本的时间间隔问题,采用基于最优定界椭球-极限学习机算法(optimal bounding ellipsoid-extreme learning machine,OBE-ELM)的自适应软测量建模方法将即时学习和滑动窗模型相结合来解决上述问题。首先用初始窗口数据建立ELM模型。当有待测样本到来时,利用SPE和T~2统计量判断修正模型的必要性;需要修正时,采用即时学习在最新窗口中寻找与待测样本相似的样本集并通过OBE动态修正ELM模型;否则用原有ELM模型直接预测输出。该方法的有效性通过合成数据集和连续搅拌反应釜仿真数据得以验证。     

基于EEAC和遗传禁忌算法的直流紧急功率支援最优策略研究

本文分析了直流紧急功率支援(EDCPS)提高系统暂态稳定性的机理,特别针对多机系统,根据扩展等面积法(EEAC) 将等值单机无穷大系统(OMIB)功角前三次正摆的暂态稳定裕度和暂态电压稳定裕度作为度量指标对紧急直流功率支援策略进行研究。通过在合适时刻投入直流功率支援,在OMIB功角的前二次正摆过程中提升直流功率﹑回摆过程中回降直流功率来提高暂态稳定裕度,同时采用遗传禁忌优化算法对各调制参数进行优化。最终,在给定的具体运行方式下,根据事先设定的电网关键线路潮流或来自EMS的实时潮流数据、预想故障集,利用FASTEST暂态分析计算软件和MATLAB的链接编程,实现离线或在线全面、快速、自动计算出针对某些严重的预想事故集的暂稳控制量,从而制作紧急直流功率支援最佳控制策略表,形成全网的控制策略表供电力系统技术人员实时匹配进行参考、分析、决策。用该算法得到的2010年南方电网±800kV云广特高压紧急直流系统功率控制策略,仿真结果表明基于该优化算法的紧急直流功率支援策略能最优地改善系统暂态稳定性。     

异步化汽轮发电机的控制策略

异步化同步发电机可以较好地解决电力系统的无功过剩和稳定问题。为了进一步改善异步化汽轮发电机的动态和暂态性能,采用一种新的控制方法：在动态同步轴系下建立异步化汽轮发电机的励磁控制方程。并同时仿真研究了异步化汽轮发电机在同步轴系和动态同步轴系的控制效果。研究表明,异步化汽轮发电机在动态同步轴系下的动、暂态性能比在同步轴系下有明显的改善。因此,相对于同步轴系而言,动态同步轴系下的控制策略能进一步缩短异步化汽轮发电机的动态过程。