电力系统暂态稳定域近似边界可信域

可信域是电力系统暂态稳定域近似边界的有效范围,位于稳定域边界上的特征不变流形是确定可信域的重要工具。计算特征不变流形与近似边界的偏差是确定可信域的关键步骤。该文给出一种实用的可信域计算方法。该方法定义特征不变流形上一点和穿过该点沿某一坐标方向与近似边界交点间的距离为偏差。通过WSCC 4机11节点系统和IEEE 10机39节点系统仿真,结果表明该偏差与严格意义下的偏差具有一致性,可用于提高电力系统暂态稳定近似边界可信域计算的速度。     

多时间尺度电力系统稳定域边界校正法

研究了多时间尺度电力系统稳定域边界的校正问题.将奇异摄动理论应用于多时间尺度动力系统,给出了精确慢流形的逐次近似算法,从而获得系统的有效近似慢流形;基于近似慢流形提出了稳定域局部边界的校正法,所给算法利用5阶双时间尺度电力系统模型进行仿真计算.仿真结果表明所得校正边界比简化局部边界更接近稳定域边界,较好地提高了稳定域局部边界的计算精度.     

极限环解析解确定平衡点吸引域的研究

提出利用系统状态变量两两之间所有极限环的交集,确定高维系统在亚临界霍普夫分岔点附近平衡点吸引域的方法。首先利用改进中心流形降维的方法,对高维微分方程组在亚临界霍普夫分岔点进行降维,得到可进行极限环计算的形式;利用I.Bendxison定理推导极限环存在必要条件的解析表达式,为摄动增量法提供计算初值;然后利用摄动增量和谐波平衡法求取低维系统状态变量在分岔点附近不稳定极限环的近似解析解,用原变量替换近似解析解中的变量得到原系统变量的极限环;最后,将某一变量与其它所有变量形成的不稳定极限环投影到二维平面上取其交集,交集的边界即为该变量的稳定边界。该方法能够精确有效的分析算例中参数大幅变化下亚临界霍普夫点附近平衡点吸引域。     

电力系统安全域方法研究述评

简明地综述了天津大学关于电力系统安全域方法学研究的成果．首先给出了电力系统安全域研究的推动力以及各种安全域的定义和概念．进而给出了3种实用的安全域,分别是：事故前系统注入功率空间上保证暂态稳定的实用动态安全域（PDSR）、割集功率空间上保证静态电压稳定的安全域（CVSR）和注入功率空间上保证不出现Hopf分岔的实用小扰动稳定安全域．它们是基于如下事实提出的：在工程关心的范围内,其稳定边界可用一个或少数几个超平面近似描述．这种形式的数学描述具有如下优点：便于开发计算安全域的快速方法,便于实现安全域的可视化,大大降低了计及节电注入功率不确定性时电力系统概率安全性评估的计算量,同时可使一大类电力系统最优化问题中稳定约束处理难的问题变得十分简易．基于PDSR和CVSR的研究成果,天津大学已成功地开发了综合安全域的可视化系统和电力系统概率安全监视系统,并在基于安全域的电力系统优化潮流、安全性综合控制、风险评估与优化、以及安全性定价等方面取得了令人鼓舞的成果．     

暂态稳定评估关键输入特征选择与评判规则

关键输入特征选择与评估模型是基于人工智能(AI)的电力系统暂态稳定评估方法研究的关键点.文中采用数据驱动的特征选择和规则提取算法,通过仿真实例评估关键特征,并提取稳定判别规则.在特征选择中采用基于遗传算法的k阶近邻法(GA-knn)评价特征的性能;在规则提取中,采用关联规则的分类器构造算法,生成暂态稳定评估规则.通过对10机39节点系统和3机9节点系统中应用结果的对比分析,在53维候选特征中得出了相对通用的暂态稳定评估关键特征,并得到不同网架结构中稳定评判规则表现出的适用性和在稳定边界上的特异性.     

智能暂态稳定评估的关键输入特征与稳定评判规则研究

输入特征选择与评估模型解释是基于人工智能（AI）的电力系统暂态稳定评估（TSA）方法研究的关键点。本文采用数据驱动的特征选择和规则提取算法,通过仿真实例客观的评估关键特征,并提取稳定判别规则。在特征选择中采用聚类分析算法评价特征的性能,采用遗传算法进行特征组合优化。应用基于关联规则的分类器构造算法,客观地生成暂态稳定评估规则。通过在10机39节点系统和3机9节点系统中的应用结果对比分析,在53维候选特征中得出了相对通用的暂态稳定评估关键特征集。研究结果同时表明,针对不同规模的电网,基于动态特征的稳定判别规则整体上具有明显的规律性和一致性。同时随着系统规模的扩大,在分类边界附近的稳定判别表现出一定的复杂性和特异性。     

基于伴随系统理论的发电机复杂模型下CUEP计算

主导不稳定平衡点(CUEP)的计算在电力系统暂态稳定分析直接法中具有重要意义。该文提出了考虑发电机复杂模型时主导不稳定平衡点的一种计算方法。证明了采用恒定阻抗的负荷模型时,暂态稳定方程可由微分代数方程组简化为微分方程组。根据发电机复杂模型下暂态稳定方程的特点构造伴随系统,利用持续故障轨迹投影确定合理初值以获得不稳定平衡点集合,从中筛选得到主导不稳定平衡点。通过WSCC4机11节点测试系统的仿真验证了该方法的有效性。     

考虑负荷动态模型的船舶电力系统暂态电压稳定分析

为了研究型船舶独立电力系统的电压稳定问题,将基于稳定域边界二次逼近的暂态电压分析方法应用到新型船舶独立电力系统的暂态电压稳定分析。通过建立系统暂态分析的数学模型,利用牛顿法求取故障后系统主导不稳定平衡点(CUEP),采用基于稳定域二次逼近的稳定判据,进行系统暂态电压稳定分析。同时,考虑不同故障位置对于求解CUEP过程中电动机和直流系统控制器状态量计算的影响。通过简化的新型独立电力系统模型对上述方法进行验证。研究结果表明:该分析方法能够获得暂态电压稳定裕度指标,准确判断该独立电力系统的暂态电压稳定状态。     

神经网络用于两电站间切机协调控制决策

提出了一种应用单隐层前馈神经网络决定多机电力系统中两电站间暂态稳定切机协调控制规律的方法，所选神经网络的输入量与输出量间呈近似连续映射关系，从而保证了神经网络结构的合理性，新英格兰１０机３９节点试例系统的仿真结果表明了文中方法的有效性。     

用于多机电力系统动态等值的慢同调分区算法

本文根据电力系统结构特点探讨了慢同调与弱耦合之间的关系，给出了一种有效的慢同调分区算法，该方法避免了特征值和特征向量的计算，提高了计算速度，因此适用于多机电力系统暂态稳定的分析和计算，并以１５机８３节点电力系统为例，验证了这一方法的有效性。     

用李亚普诺夫直接法计算电力系统暂态稳定域

本文用李亚普诺夫能量函数计算电力系统暂态过程能量临界值Ｖｅｒ，和在故障切除时能量函数值Ｖ（θｃ），若Ｖ（θｃ）≤ Ｖｅｒ，则系统稳定，反之是不稳定，可确定暂态稳定域．     

基于实测响应轨迹稳定边界的电力系统暂态不稳定识别

为充分利用广域测量系统WAMS(wide area measurement system)信息实现电力系统暂态稳定性快速在线识别,提出一种基于实测响应轨迹稳定边界的暂态不稳定识别方法.根据单机"位能脊"推导了单机-无穷大系统在相平面上的暂态稳定边界;证明单机无穷大系统任意比例剖分点处,由扰动能与电压相角构成的平面上的轨迹与相平面轨迹具有相似的几何特征,为间接利用发电机端口外网络测量信息识别电力系统暂态不稳定性提供了依据;证明了临界机组对的相轨迹上二阶导数等于零的点构成了系统的不返回边界,提出用临界机组对的相轨迹几何特征来识别系统暂态稳定性.为避免判据在线应用时受参数及不确定性干扰可能造成误判,对判据进行了实用性改进.利用PSASP 6.28 WEPRI 36节点仿真算例验证了所提判据的有效性.     

中国供给侧结构性改革的宏观经济含义

为充分利用广域测量系统WAMS（wide area measurement system）信息实现电力系统暂态稳定性快速在线识别,提出一种基于实测响应轨迹稳定边界的暂态不稳定识别方法.根据单机"位能脊"推导了单机-无穷大系统在相平面上的暂态稳定边界;证明单机无穷大系统任意比例剖分点处,由扰动能与电压相角构成的平面上的轨迹与相平面轨迹具有相似的几何特征,为间接利用发电机端口外网络测量信息识别电力系统暂态不稳定性提供了依据;证明了临界机组对的相轨迹上二阶导数等于零的点构成了系统的不返回边界,提出用临界机组对的相轨迹几何特征来识别系统暂态稳定性.为避免判据在线应用时受参数及不确定性干扰可能造成误判,对判据进行了实用性改进.利用PSASP 6.28 WEPRI 36节点仿真算例验证了所提判据的有效性.     

发电机神经网络模型用于电力系统暂态稳定计算

用递归神经网络建立发电机模型,多层输出反馈网络建立励磁系统和调速系统模型,并将此三部分集结构成为一个发电机组的详细模型。将此详细模型写入电力系统的网络方程,联立求解电力系统暂态稳定过程。详细模型写入暂态稳定程序中６机２２节点网络。暂态过程计算结果表明,由人工神经网络模型仿真计算与机理模型常规稳定计算比较,使用人工神经网络模型和机理模型的计算结果非常接近,说明人工神经网络模型可以用于电力系统暂态稳态计算,为今后人工神经网络并行、快速、在线处理电力系统实时计算提供应用途径。     

用功率灵敏度分析方法求解实用动态安全域

电力系统动态安全域已越来越为人所接受,它可以提供更为丰富的安全裕度信息,有着广阔的在线应用前景．大量的数值仿真计算表明,动态安全城的暂态稳定临界面可近似表示为超平面．为此,提出了一种动态安全的解析求解方法．该方法应用暂态能量函数分析给出了注入空间上的实用动态安全判据,并通过对事故前、事故中和事故后系统分别进行功率灵敏度分析,推导出了超平面形式的实用动态安全城解析表达式．由于该方法只需进行线性化处理,因而计算速度快,其精度也在工程允许范围之内．读方法的有效性在New England 10机39节点系统得到了验证．     

基于差分进化极限学习机的电力系统暂态稳定评估方法

电力系统暂态稳定性的破坏可以对电力系统的安全稳定运行产生严重冲击,准确、快速地暂稳评估方法能够提高电力系统的安全防御能力。极限学习机由于其速度快、泛化性能好被应用到电力系统暂态稳定评估中。为了提高极限学习机的评估性能,利用基于差分进化算法的优化方法和序列浮动后向特征选择算法对极限学习机暂态稳定评估性能进行提升。首先对输入特征通过主元分析降维并利用序列浮动后向算法进行特征选择,再将最优特征集输入差分进化极限学习机进行暂态稳定评估,最后在新英格兰10机39节点系统中进行验证分析,结果表明,所提模型与其他极限学习机模型相比,大大提升了其在暂态稳定分类评估中的性能。     

电力系统安全稳定域的可视化及分支计算

针对电力系统的分析与控制及电网调度迫切需要解决的可视化问题,提出了在注入空间中计算电力系统稳态安全域、稳定区域和分支边界的一种新方法.该方法采用一组以给定方向为法方向的平行超平面切割所研究的区域,通过求解优化问题在每个超平面上得到一个横截区域,再将这些横截区域的边界在同一个图形中表现出来,从而实现了研究区域在注入空间中的可视化,并用电力系统的实际例子验证了该方法的有效性.与其他方法相比,该方法可以把研究区域的边界定量地刻画出来,还可应用于一般多解和可行区域可视化与拓扑结构的研究.     

基于逐次优化的电力系统紧急切负荷算法

为确保校正控制的安全性同时兼顾经济性,提出一种新的紧急切负荷算法。该算法由恢复潮流方程可解性算法和满足电压稳定裕度算法两部分组合而成。前者利用电压稳定域边界的切平面方程辨识电压弱节点集,进而将该集的节点负荷量作为优化变量,并综合考虑切负荷量最小、有利于系统暂态稳定性提高和计算速度快等三项目标,提出了逐次优化算法以恢复潮流方程的可解性;后者利用故障后电压稳定域边界的切平面方程,调整可控参数变量以达到最小电压稳定裕度的要求。IEEE-39节点和上海电力系统的算例证明了该算法的有效性。     

基于逐次优化的电力系统紧急切负荷算法

为确保校正控制的安全性同时兼顾经济性,提出一种新的紧急切负荷算法。该算法由恢复潮流方程可解性算法和满足电压稳定裕度算法两部分组合而成。前者利用电压稳定域边界的切平面方程辨识电压弱节点集,进而将该集的节点负荷量作为优化变量,并综合考虑切负荷量最小、有利于系统暂态稳定性提高和计算速度快等三项目标,提出了逐次优化算法以恢复潮流方程的可解性;后者利用故障后电压稳定域边界的切平面方程,调整可控参数变量以达到最小电压稳定裕度的要求。IEEE-39节点和上海电力系统的算例证明了该算法的有效性。     

基于稳定流形变换的电力系统暂态稳定性计算

提出了基于稳定流形变换的电力系统暂态稳定性计算的方法,推导了状态矩阵有任意对复数特征根时的非线性变换矩阵。在这一非线性变换和－相似线性变换下,受扰动后的电力系统的稳定边界变换为一坐标平面,对持续邦联轨迹进行同样的变换,当变换后的持续帮联轨线与这一坐标平面相交时,得到对应系统的临界切除时间。６机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。