张建芬[1]2004年在《电力系统多运行方式下概率特征根分析》文中研究指明在电力系统运行过程中，存在着许多随机扰动或不确定因素，例如节点注入功率或网络结构的变化，以及测量和估计误差。概率特征根分析和电力系统稳定器设计方法可以更多地计及不确定因素，维持系统在较宽运行条件下的稳定性。而概率潮流计算又为概率特征根分析提供了发电机的初始状态和节点电压的均值和协方差。本文在现有概率分析方法的基础上，进行概率潮流计算的误差比较和算法改善、概率特征根算法改进，以及概率控制器参数优化。 在现有的保留二阶项的概率潮流算法中，节点电压取直角坐标形式，均值和方差交替求解，计算节点功率均值时计及了电压协方差对功率均值的修正作用，但对节点电压协方差的计算采用了线性化模型。分析发现，计算结果中，电压的均值和实际值相当接近，而电压的协方差却有较大的差别，尤其是与电压实部有关的协方差值差别更大。本文基于节点注入和PV电压运行曲线，将雅可比矩阵进行扩展，以便计及平衡点的电压曲线；不仅在节点注入均值中考虑电压协方差的修正，在计算电压协方差时也充分考虑了节点注入和电压的非线性关系。将所用算法与已有的线性化概率潮流模型和近似二阶模型在迭代算式和计算精度方面进行了比较。结果表明，所用的完整二阶模型能够提供相当满意的电压均值和协方差。 在概率特征根分析方面，分析比较了几种模型的计算精度，包括线性化模型、简化二阶模型、完整二阶模型和修正系数矩阵A，以及高阶累加量法。通过在两个系统上的计算分析表明，简化二阶模型的计算精度尚可以接受，虽然仍存在着一定的误差；完整二阶模型的计算精度并没有提高，却需要较多的计算时间；修改系数矩阵模型和对节点注入做线性变换求取特征根累加量的方法效果不稳定，即随算例而变化。 在PSS参数设计方面，利用概率灵敏度指标，进行PSS的最佳位置选择，结合相位补偿概念进行初始参数设计，并利用非线性规划技术进行参数优化。目标函数中计及了不满足稳定条件的所有特征根的性能指标。最后在八机系统上分别考查了基于单运行方式和多运行方式下优化方法的收敛特性。结果表明，利用非线性规划技术可以进一步协调PSS参数。
杜颖[2]2014年在《多频段PSS4B参数整定的研究》文中进行了进一步梳理经济的高速发展是电力负荷增长的强大助推剂，这就必然带动了电力的高需求，而电力需求的增大推动了电力建设的大发展。在一些情况下，发电机、励磁系统等产生的正阻尼无法补偿系统产生的负阻尼，这时就会在系统联系相对薄弱的地方发生低频振荡。电网规模正一年年地不断扩大，区域互联电网在迅猛地发展，使得低频振荡这一问题也在日益凸显。PSS是目前抑制电力系统低频振荡的最经济且最有效的措施。面临着现代电力网络互联这一大的发展趋势，对电力系统稳定器所提出的要求也越来越高了，希望电力系统稳定器能够在更宽的频段予以补偿，以期能够同时有效地对多个低频振荡模式进行抑制。为了能够满足大区域电网互联的发展，已经有专家学者对具有多个频段的电力系统稳定器进行了研究。本文对当前新型的多频段PSS4B进行了研究， PSS4B是一种新型的多频段电力系统稳定器，因能同时抑制多个振荡模式且设置更加灵活而具有广泛的应用前景，但PSS4B参数整定相对复杂，目前相关的研究还比较少。于是对其参数整定做了大量的理论分析，并在具体的八机系统中做了详细的参数整定工作。基于发电机的六阶模型和技术，同时考虑到在电力系统的正常运行过程中，是存在着许多不确定性和随机扰动的，系统的机电振荡模式也在发生着改变。为了提高系统在多运行方式下的稳定性，引入概率理论，进行电力系统稳定性的分析。概率灵敏度指标用来确定本文所提多频段PSS4B的具体安装位置，按实际应用要求，在系统的多运行方式下，本文认为所有的节点电压、注入功率、特征根均是随机变量。用相位补偿法整定超前滞后环节的时间常数，用根轨迹法确定增益；在概率特征根分析的基础上，部分计及PSS相互间的影响，使用概率灵敏度分析法进行分析。由此进行的PSS4B参数整定，将使PSS4B在多运行方式下充分发挥优势。在一8机24节点系统上进行分析，取八机系统中的720种运行方式作为样本，构造概率环境。特征根的实部、阻尼比的期望和方差等统计特性，均可以通过分析概率特征根而得出。在系统未安装PSS时，系统在多运行方式下，原本有七个振荡模式不能满足稳定的要求。按照本文方法整定了PSS4B的参数后，在其中六台发电机安装PSS4B，之后，受关注的概率特征根指标均满足鲁棒稳定的要求，其中七个振荡模式的稳定度和阻尼比均比未安装PSS时提高了许多。结果表明安装的6台PSS4B均能提供对关注的振荡模式的有效阻尼，具有较强的适应性和通用性。
宗秀红, 张尧, 董泰福[3]2008年在《计及负荷动态特性的电压稳定概率特征根分析》文中提出概率特征根分析可以将系统的多种运行方式融入到一次数值计算中,但是现有的概率特征根分析只考虑了负荷的电压指数依赖特性模型。负荷的动态特性是造成电压不稳定的主要原因,为此基于一般性的多机系统表达技术(GMR),将概率特征根分析进行扩展以包含负荷的动态特性模型,进而根据特征根的概率分布、动态负荷相关比以及特征根对节点电压的电压失稳模式系数确定系统的电压薄弱点,从而完成了系统多运行方式下的小干扰电压稳定性分析。最后,对五节点系统进行了计算,考察了在所确定的电压薄弱点进行电压控制的效果。
袁方期[4]2014年在《含风电场电网的概率电压稳定性研究》文中提出随着风力发电技术的不断进步，风电场在系统中的比例不断增加，风电对电网电压稳定性的影响也越来越明显。由于风能的间歇性、随机性等特点，电力系统处于不断变化的运行方式下，此时传统的确定性分析方法已经无法全面描述系统的电压稳定性。因此，本文采用概率法评估风电并网对系统的电压稳定性的影响是十分有意义的。含风电场电力系统的概率潮流计算是概率电压稳定性研究的基础，考虑了节点功率变化的系统多运行方式，通过一次计算可以得到系统潮流的概率分布。在IEEE3机9节点系统上，本文用双馈风电机组组成的等值风电场替代某输出功率相同的同步发电机组，采用半不变量法进行了概率潮流计算，并将潮流计算结果与蒙特卡罗模拟法计算结果进行了比较分析。本文采用小干扰分析法研究含风电场电压稳定性，应用PMT建模技术建立了适用于电力系统小干扰稳定分析的电力系统网络、负荷、同步发电机组和DFIG风电机组完整模型，简化了电力网络的状态矩阵的形成过程。特别是双馈感应风力发电机组部分，详细推导和建立了其适用于小干扰稳定分析的机电暂态线性化模型，包括感应发电机模型、交直交变频器模型、轴系模型、桨距角控制模型，以及其他文献较少涉及的最大风能跟踪的风功率模型和完整的变频器控制系统模型。在小干扰稳定分析基础上，采用概率法求出系统状态矩阵所对应的特征根的概率分布，找出系统的概率失稳模式。本文提出电压稳定相关比，作为失稳模式下区分电压失稳和功角失稳的判据，将概率特征根分析法拓展到电压稳定性研究中。通过电压失稳模式系数找到电力系统电压薄弱点，并在电压薄弱点增设鲁棒的SVC改善系统的电压稳定性。最后，分别在IEEE3机9节点系统和八机系统上进行了仿真分析，结果表明风电场的接入增加了电力系统小干扰电压失稳的概率，增设SVC可以在一定程度上改善系统的电压稳定性。
和萍[5]2006年在《概率PSS性能改善和特定振荡模式降阶分析》文中进行了进一步梳理在电力系统运行过程中，存在着许多随机扰动或不确定因素，例如节点注入功率或网络结构的变化，以及测量和估计误差。概率特征根分析和电力系统稳定器(PSS)设计方法可以更多地计及不确定因素，维持系统在较宽运行条件下的稳定性。本文在现有概率分析方法的基础上，在PSS中增加一个附加的控制单元，合理确定其控制参数以改善概率PSS的鲁棒性；为了将特征根计算应用于大系统，考虑对大系统的特定模式进行降阶运算；并在概率条件下应用。 为了对大规模电力系统计算，许多部分特征根分析和降阶方法开始用于大系统的小干扰稳定性分析。当考虑将特征根分析应用于大系统在线小干扰稳定性分析时，计算精度与计算速度的问题更为突出。从在线应用的目的出发，由于临界模式数量有限，可以对每个临界模式采用一个降阶模型进行分析，从而缓解计算精度与速度之间的矛盾。本文尝试研究对单个特定的临界模式建立其降阶模型。依据特征根灵敏度值的大小对系统状态矩阵重新排序，仅保留与特定模式强相关的发电机组，使矩阵维数得以降低。由于降阶后矩阵一般为复数形式，把矩阵虚部作为实部的修正量，以实部的值作为初值，用改进Rayleigh商逆迭代格式进行准确迭代计算。在原始Rayleigh商逆迭代格式中，对左右特征向量同时迭代，本文通过分析认为，该迭代算式不仅计算量稍大，而且针对本文算例收敛性不够理想。因此采用改进形式，不仅结构简单，性能也有很大改善。对两个算例分别进行了详细的分析说明。 然后在概率条件下对特定模式降阶进行应用，即在概率理论下得到特定模式的降阶模型，并适用于更多的单运行方式，为更进一步的应用提供依据。 利用概率特征根可以在PSS设计中考虑系统的多运行方式，但传统控制器一般属于固定参数，很难保证在每种运行方式下控制器特性都达到最优。为了进一步改善PSS的鲁棒性，本文引入单神经元模型，在PSS中形成一个附加的控制单元，即一个附加的可变增益，使PSS的参数可以随运行方式变化；基于最小二乘法的曲线拟合被用来确定控制参数的变化方程，并考虑不同的配置方案和不同的拟合信号。控制参数的合理确定保证了PSS特性在所有运行方式下都接近最优，通过在一8机系统上的大量试算和分析，对所提方法进行了考核。
杨慧敏[6]2009年在《区域电网低频振荡特性分析与抑制方法的研究》文中研究说明在电力系统规模不断扩大、电网运行越来越接近稳定极限的情况下,互联电网出现低频振荡的风险大大增加。对大区互联电网来说,低频振荡危害的严重性甚至超过了暂态稳定性,成为影响系统安全稳定运行的首要因素。由于电力系统自身的非线性、高维度、多变量、强约束、强耦合和时变性等特点,使得低频振荡的分析和控制中有许多难题还没有得到很好的解决。本文从电力系统的实际需求出发,针对区域电网低频振荡的分析方法和抑制措施进行了研究。论文首先回顾了电力系统低频振荡的研究现状,低频振荡事故的频繁发生表明目前仅对电力系统典型方式进行离线分析计算已经不能满足现代电力系统安全稳定运行的要求,迫切需要进行在线分析研究。低频振荡在线分析存在实时建模和计算量巨大的困难,本文针对区域电网的特点,研究了低频振荡在线分析建模方法,力求在保留外网对区域电网影响的前提下,将外网进行等值简化并对模型参数进行在线辨识。全文由以下几个部分组成：第一部分介绍了平衡点特征根分析和轨迹特征根分析,研究了联络线振荡模式与区域电网平衡点特征根之间的关系,为后文的区域相关模式分析法和模式综合分析法奠定基础。由于联络线功率振荡波形中包含丰富的系统振荡模式信息,如果能够明确用轨迹特征根法得到的联络线主导振荡模式与整个电网平衡点特征根之间的定量关系,区域电网就有可能在不需要整个互联电网的实时信息前提下,仅通过分析本区域电网的实时信息以及联络线功率波动信息,在线得到本区域电网关心的低频振荡特性。根据第一部分的研究内容,第二部分提出了区域电网相关模式分析法(Regional mode analysis,RMA),其主要思想在于,在现行的电力管理体制下,区域电网关心的主要是与本区域相关的弱阻尼振荡模式,因此,通过区域调度中心的EMS系统在线获得区域电网的详细拓扑结构和潮流；通过广域信息系统(Wide Area Measurement System,WAMS)获得区域电网与外部电网间各条联络线的实时数据,并对外网模型进行在线等值和辨识,构造一个“区域电网详细建模+联络线实时潮流”的RMA降阶模型,在无需外部电网的详细拓扑结构和潮流的情况下,即可得到与区域电网相关的弱阻尼振荡模式等信息,可用于实际电力系统低频振荡在线监测。第叁部分提出了可用于联络线功率振荡特性分析的模式综合分析法。克服了以往轨迹特征分析只能给出联络线主导振荡模式,但是无法得到扰动源的缺陷,模式综合分析法将轨迹特征根分析与平衡点特征根分析结合,既能得到联络线主导振荡模式,也能给出与之强相关的机组,为利用PSS抑制联络线功率振荡提供了安装地点等信息。针对联络线存在多个振荡模式的情况,第叁部分还提出了基于宽频带PSS抑制方案,并以相位补偿法为依据,在联络线功率振荡强相关机组上配置宽频带PSS,使其在较宽的频带范围内提供超前相位,从而有效地抑制多个振荡模式。第四部分针对区域电网运行方式改变、模型参数不确定等随机因素,提出了基于两点法的低频振荡概率稳定性分析法(Two-point-estimation based low-frequency-oscillation probability stability analysis method,TLPA),定义了稳定概率指标,给出了指标计算方法。TLPA法能够在已知电网各种不确定性因素的概率分布条件下,通过很少的计算量就能得到由于这些不确定性因素引发系统低频振荡的概率大小。与蒙特卡罗法等传统方法相比,TLPA法能够给出同样精度的结果,同时计算量大大减少,适用于大电网低频振荡概率稳定性分析。上述方法均在经典的四机两区电力系统和某实际互联电网模型上进行了数字仿真测试分析,结果表明这些方法具有良好的实用性,为区域电网的低频振荡在线分析和和控制提供了新的思路和方法。
王克文, 谢志棠, 史述红, 杨宛辉[7]2001年在《基于概率特征根分析的电力系统稳定器参数设计》文中指出多运行方式下的系统特征根将以一定的概率分布在某些区间内。正态假定下的均值、方差可用来描述这种分布特性。当使用电力系统稳定器（ＰＳＳ）改善系统阻尼时，主要应考虑ＰＳＳ对临界特征根的均值、方差的影响。文中将传统的特征根灵敏度分析方法扩展为对特征根均值的灵敏度和方差的灵敏度。由此进行的ＰＳＳ选址和参数设计，将使ＰＳＳ具有多运行方式下的整体合理性。
贾庆宇[8]2018年在《含风电场交直流混联系统的概率小干扰稳定性研究》文中研究指明目前高压直流输电技术广泛运用于区域电网互联,交直流系统间的相互作用势必对整个系统的小干扰稳定性造成影响,直流的加入使电力系统的结构变复杂,小干扰稳定建模困难,难以通过模态分析定量地描述系统的稳定状态。与此同时,近几年风电发展迅猛,大规模风电并网成为常态,一方面风机引入的轴系振荡危害系统稳定性,且由于风机控制的复杂性,针对轴系振荡的产生机理和抑制研究还不够深入;另一方面风电出力的随机波动增加了系统运行方式的不确定性,确定运行方式下的小干扰稳定研究存在着一定的局限性。基于此,本文采用概率法研究多运行方式下含双馈风电场交直流混联系统的小干扰稳定性,包含双馈风机轴系振荡、区内和区间低频振荡问题。研究的主要工作如下:(1)采用模块化建模的思想,利用插入式建模方法(PMT)建立包含LCC型直流系统准稳态模型、同步发电机六阶模型、励磁系统及原动机模型、网络和负荷模型在内的交直流混联系统,解决交直流系统模态分析建模困难的问题。(2)考虑同步机出力变化和负荷波动两种随机因素,运用混合中心矩与累加量结合的方法计算系统在任意分布下的概率潮流;结合概率潮流和建立的PMT模型形成状态矩阵,计算特征根参与因子、机电相关比辨识低频振荡模态,计算包括特征根实部及阻尼比的概率分布;从而研究直流系统并入对交流系统小干扰稳定性的影响。(3)为利用直流功率的快速可控为交流系统提供附加阻尼抑制低频振荡。本文基于极点配置法设计了以交流传输线功率为输入信号的直流功率调制控制器(DCM),并与利用中心频率法设计的电力系统稳定器(PSS)的控制效果进行对比,根据控制效果提出DCM和PSS参数协调的原则。(4)利用插入式建模技术在原系统基础上形成包含双馈风电场的交直流混联系统模型,同时在考虑风电出力波动、同步机出力变化和负荷波动叁种随机因素下,基于五机两区域系统研究双馈风电并网后的系统的轴系振荡和低频振荡。针对轴系振荡的弱阻尼进行了详细的机理分析,并依此设计了一种以风机转差率为输入信号设计的轴系稳定器抑制轴系振荡。在此基础上研究了轴系稳定控制器、DCM、PSS叁种稳定器对系统低频振荡和轴系振荡改善效果的异同。根据控制效果提出叁种控制器共同抑制的参数设计方法,更好地改善系统的小干扰稳定性。
宗秀红, 张尧, 武志刚[9]2006年在《交直流混合系统低频振荡的概率特征根分析》文中研究说明研究低频振荡的传统特征根方法是基于单一的系统运行方式,而概率特征根分析则计及了较宽的系统运行方式变化。高压直流输电HVDC是一种典型的柔性交流输电FACTS装置,它可以改善系统的动态特性。将现有的概率特征根分析扩展到包含HVDC功能模块,能完成交直流混合系统的概率特征根分析。对四机两区域的交直流并联系统在选定的控制器参数下进行试算,结果表明,系统在多运行方式下研究交直流混合系统的低频振荡是可行的。
胡金磊[10]2005年在《系统运行条件变化对振荡模式和阻尼转矩的影响分析》文中提出为了进一步考察概率特征根分析的计算误差,本文在多机电力系统动态模型的基础上,定量分析了多系统运行方式下的机电振荡模式的变化特性和阻尼转矩的变化规律,并与概率特征根分析的结果进行了比较。然后结合实际电网,分析了系统参数对小干扰稳定性的影响。 传统的稳定性分析往往基于有限数目的系统运行方式。在电力系统运行过程中,存在着许多随机扰动或不确定因素,系统的机电振荡模式和电磁阻尼转矩也将发生一定程度的变化。定量考查这种变化特性,可为进一步的稳定器配置和计及多运行条件的概率特征值分析提供依据。 模式分析中,主要关心的是发电机对机电振荡模式的参与程度。本文在每台发电机都配有零增益电力系统稳定器(PSS)的基础上,通过计算特征值对PSS增益的灵敏度来分析各发电机对机电振荡模式的参与程度。对八机系统的720个运行方式,重复计算720次。 文中主要分析了每个振荡模式中各发电机参与振荡的强弱顺序。为便于统计研究,按照参与度的概念,将模式中的发电机分为强相关,一般相关及弱相关机组。结果表明,在不同的运行条件下,发电机对机电振荡模式的参与程度一般会发生或多或少的变化;涉及较多参与机组的区域振荡模式更为复杂;但每个模式中的强相关机组在不同运行样本下的参与优势并未改变。与概率特征根分析所得结果一致。 由多机系统表达式,可以确定出PSS直接提供的阻尼转矩的解析表达。仍以八机系统的720个运行方式为样本,计算出每个运行方式下的各个PSS对每个振荡模式提供的阻尼转矩。分析标明,在采用的720运行方式下,各PSS对相应的主振荡模式,总能提供有效的正阻尼,尽管阻尼转矩的大小随相应发电机出力的改变而变化;在某些运行样本下,PSS向其它个别机电模式提供数值不大的负阻尼转矩。与概率特征根分析所得结果一致。 特征值灵敏度定量提供了参数影响的程度和趋势,并为改善系统稳定性提供指导。本文以某实际电网的典型运行方式为基础,计算了特征值对系统运行参数及网络参数的灵敏度,分析了发电机出力、PV电压、线路阻抗、变压器变比等对系统小干扰稳定性的影响。为稳定改善措施的选择提供依据。
参考文献：
[1]. 电力系统多运行方式下概率特征根分析[D]. 张建芬. 郑州大学. 2004
[2]. 多频段PSS4B参数整定的研究[D]. 杜颖. 郑州大学. 2014
[3]. 计及负荷动态特性的电压稳定概率特征根分析[J]. 宗秀红, 张尧, 董泰福. 继电器. 2008
[4]. 含风电场电网的概率电压稳定性研究[D]. 袁方期. 上海电力学院. 2014
[5]. 概率PSS性能改善和特定振荡模式降阶分析[D]. 和萍. 郑州大学. 2006
[6]. 区域电网低频振荡特性分析与抑制方法的研究[D]. 杨慧敏. 华中科技大学. 2009
[7]. 基于概率特征根分析的电力系统稳定器参数设计[J]. 王克文, 谢志棠, 史述红, 杨宛辉. 电力系统自动化. 2001
[8]. 含风电场交直流混联系统的概率小干扰稳定性研究[D]. 贾庆宇. 上海电力学院. 2018
[9]. 交直流混合系统低频振荡的概率特征根分析[J]. 宗秀红, 张尧, 武志刚. 电力系统及其自动化学报. 2006
[10]. 系统运行条件变化对振荡模式和阻尼转矩的影响分析[D]. 胡金磊. 郑州大学. 2005