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考虑次生故障差异化影响下韧性主动提升的输电系统网架重构策略

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中国电机工程学报 2024年第5期44卷 1712-1725,I0004页

作者：李少岩赵汉广顾雪平何剑屠竞哲冀鲁豫华北电力大学电气与电子工程学院河北省保定市071003 中国电力科学研究院有限公司北京市海淀区100192

近年来,我国能源电力加速转型,极端自然灾害频发,国际形势不稳定,使得常规安全风险与非常规安全风险交织,大停电风险有增加的趋势。稳健可靠的网架重构方案对防止恢复中再次发生系统崩溃具有重要意义,针对当前研究中未有效计及恢复中次... 详细信息

近年来,我国能源电力加速转型,极端自然灾害频发,国际形势不稳定,使得常规安全风险与非常规安全风险交织,大停电风险有增加的趋势。稳健可靠的网架重构方案对防止恢复中再次发生系统崩溃具有重要意义,针对当前研究中未有效计及恢复中次生故障的不足,该文提出一种考虑次生故障差异化影响下系统韧性主动提升的网架重构策略。首先,讨论在网架重构恢复方案中考虑次生故障影响的必要性;然后,基于分割多目标风险分析方法提出一种系统韧性指标,旨在差异化处理次生故障并突出高风险故障对恢复过程的影响;进一步建立考虑韧性主动提升的网架重构全局优化模型,以增强系统对高风险故障的抵御能力。为提高模型的求解效率,提出一种基于窗口滚动机制的求解策略,可给出兼顾快速性与稳健性的网架重构方案。最后,采用新英格兰10机39节点系统和IEEE 118节点系统验证所提出方法的有效性。

关键词：大停电电力系统韧性网架重构分割多目标风险分析法次生故障

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大型新能源基地中调相机同步失稳机理与影响因素分析

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电力系统自动化 2022年第20期46卷 100-108页

作者：沈广进辛焕海刘昕宇屠竞哲王康汪宁渤浙江大学电气工程学院浙江省杭州市310027 中国电力科学研究院有限公司北京市100192 国网陕西省电力有限公司陕西省西安市710048 浙江大学工程师学院浙江省杭州市310027

新能源远距离送出系统的短路比较低时,容易引发振荡和过电压等问题,提升送端电网的电网强度存在迫切需求。鉴于调相机在动态无功支撑方面的优势,工业界普遍采取加装调相机的措施以提升大型新能源基地的送出能力。然而,调相机本质上是同... 详细信息

新能源远距离送出系统的短路比较低时,容易引发振荡和过电压等问题,提升送端电网的电网强度存在迫切需求。鉴于调相机在动态无功支撑方面的优势,工业界普遍采取加装调相机的措施以提升大型新能源基地的送出能力。然而,调相机本质上是同步机,在短路比较低且新能源控制配合不恰当时存在暂态功角失稳风险,这一潜在问题尚未引起工业界的足够重视。为此,首先解析了新能源送出系统调相机的功角特性,分析了调相机暂态功角失稳机理。其次,提出了量化调相机同步稳定性的新能源等效容量折算系数和系统的临界短路比条件。进一步,分析了影响调相机功角稳定水平的关键因素,为后续提高调相机同步稳定裕度的协调控制策略提供理论基础。仿真算例验证了所提稳定机理和影响因素的有效性。

关键词：新能源基地调相机同步稳定折算系数临界短路比

巴基斯坦“2023.1.23”大停电事故分析及启示

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中国电机工程学报 2023年第14期43卷 5319-5328页

作者：屠竞哲何剑安学民张国宾谢岩孙为民李琳中国电力科学研究院有限公司北京市海淀区100192

2023年1月23日,巴基斯坦电网发生大停电事故,损失负荷11356MW,持续时间接近22h,引发广泛关注。该文首先介绍巴基斯坦电力系统的电源、电网及负荷概况;然后,梳理此次大停电事故的各阶段发展过程,从网架结构、运行方式、涉网保护、防御措... 详细信息

2023年1月23日,巴基斯坦电网发生大停电事故,损失负荷11356MW,持续时间接近22h,引发广泛关注。该文首先介绍巴基斯坦电力系统的电源、电网及负荷概况;然后,梳理此次大停电事故的各阶段发展过程,从网架结构、运行方式、涉网保护、防御措施、事故恢复、重要用户6个方面分析大停电事故的直接和间接原因;最后结合中国电力系统特点及面临的新形势,提出保障大电网安全稳定运行、防止大面积停电的相关措施建议。

关键词：巴基斯坦电网大停电事故功率振荡电网解列频率崩溃

基于LMI的小时滞饱和系统稳定域估计方方法法

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控制理论与应用 2009年第9期26卷 970-976页

作者：辛焕海屠竞哲谢俊甘德强浙江大学电机工程系浙江杭州310027

基于Pade近似变换,将小时滞饱和系统的稳定域估计转化为估计奇异摄动饱和系统的稳定域问题.证明了此奇异摄动饱和系统的稳定域具有可解耦性,并在此基础上建立LMI优化模型并提出小时滞饱和系统稳定域估计的降阶方法.算例仿真验证了方法... 详细信息

基于Pade近似变换,将小时滞饱和系统的稳定域估计转化为估计奇异摄动饱和系统的稳定域问题.证明了此奇异摄动饱和系统的稳定域具有可解耦性,并在此基础上建立LMI优化模型并提出小时滞饱和系统稳定域估计的降阶方法.算例仿真验证了方法的正确性和有效性.

关键词：饱和非线性小时滞 Pade近似奇异摄动饱和系统

基于系统SOC理论的直流运行方式及控制参数分析

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浙江大学学报（工学版） 2012年第10期46卷 1831-1838页

作者：屠竞哲于洋史济全辛焕海浙江大学电气工程学院浙江杭州310027 国网北京经济技术研究院北京100052 国家电网华东电力调控分中心上海200002

为了研究直流输电对交直流系统自组织临界性(SOC)的影响,提出包含系统完整动态特性的连锁故障动态仿真模型,计及了紧急控制保护装置及直流系统的概率动作特性.应用该模型对2010年华东电网实际系统进行连锁故障蒙特卡洛仿真,在不同的直... 详细信息

为了研究直流输电对交直流系统自组织临界性(SOC)的影响,提出包含系统完整动态特性的连锁故障动态仿真模型,计及了紧急控制保护装置及直流系统的概率动作特性.应用该模型对2010年华东电网实际系统进行连锁故障蒙特卡洛仿真,在不同的直流运行方式及控制参数下,计算系统的停电功率-停电概率幂律曲线,分析直流运行方式及控制参数对系统自组织临界性的影响.结果表明,在某些情况下选取合适的直流运行方式及控制参数可以有效防范连锁故障及大停电的发生.

关键词：连锁故障大停电直流运行方式直流控制参数自组织临界性

新能源电力系统并网设备小扰动稳定分析(二):导出机理与稳定性分类探讨

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中国电机工程学报 2022年第14期42卷 5126-5139页

作者：宫泽旭艾力西尔·亚尔买买提辛焕海张欣鞠平袁小明屠竞哲傅闯浙江大学电气工程学院浙江省杭州市310027 华中科技大学电气与电子工程学院湖北省武汉市430074 中国电力科学研究院有限公司北京市海淀区100192 南方电网科学研究院有限责任公司广东省广州市510663

该文第一部分从稳定性等价、标称性和鲁棒性3个角度,提出稳定分析方法/判据适应性的定性原则和量化评估指标。第二部分将进一步针对同步机、变流器和双馈机组等典型设备,分析现有稳定判据的适用性及判据对应的失稳物理解释是否合理,并... 详细信息

该文第一部分从稳定性等价、标称性和鲁棒性3个角度,提出稳定分析方法/判据适应性的定性原则和量化评估指标。第二部分将进一步针对同步机、变流器和双馈机组等典型设备,分析现有稳定判据的适用性及判据对应的失稳物理解释是否合理,并从主导输出变量角度探讨稳定问题的分类方法。首先,利用所提评估指标,验证现有同步机低频振荡和次同步振荡/谐振的稳定分析方法和物理解释的合理性;其次,利用所提评估指标分析变流器和双馈机组振荡问题,探讨其适用的稳定判据、导出机理及主导输出变量;最后,提出基于物理机理及主导输出变量的设备稳定性分类新思路,从矢量角度将设备稳定性分为相角主导的同步稳定、幅值主导的电压稳定和它们特殊组合而成的电气谐振3类。同时还探讨宽频带振荡概念、设备稳定和系统稳定间的联系及稳定性分类的可拓展性等问题。

关键词：同步机变流器双馈机组稳定机理稳定性分类

基于全状态直流模型的交直流系统稳定域相图分析

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电力系统保护与控制 2012年第21期40卷 58-66页

作者：屠竞哲甘德强辛焕海曹军浙江大学电气工程学院浙江杭州310027 贝尔法斯特女王大学电子电气工程和计算机科学学院

交直流系统是一个切换系统,其稳定域非常复杂,相关研究几乎空白。提出包含完整直流运行状态的全状态直流模型,很好地模拟了交直流系统固有的切换特性。计算了单机无穷交直流全状态系统在不同直流运行方式下的相图,分析了单机无穷交直流... 详细信息

交直流系统是一个切换系统,其稳定域非常复杂,相关研究几乎空白。提出包含完整直流运行状态的全状态直流模型,很好地模拟了交直流系统固有的切换特性。计算了单机无穷交直流全状态系统在不同直流运行方式下的相图,分析了单机无穷交直流全状态系统的稳定域特性以及子系统切换规律,并与单机无穷纯交流系统以及单机无穷交直流简化系统的特性作对应比较。结果表明,完整的直流运行状态以及子系统的切换特性使得单机无穷交直流全状态系统具有非常复杂的稳定域特性,研究成果可以为交直流系统稳定域研究提供一定参考,但仍需进一步的深入分析。

关键词：稳定域切换系统相图全状态直流模型单机无穷交直流全状态系统

巴基斯坦“1·9”大停电事故初步分析及启示

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电网技术 2022年第2期46卷 655-661页

作者：李琳冀鲁豫张一驰孙为民安学民屠竞哲何剑周勤勇江涵中国电力科学研究院有限公司北京市海淀区100192 全球能源互联网集团有限公司北京市西城区100031

2021年1月9日,巴基斯坦古杜电厂故障导致国家电力系统连锁反应,引发巴基斯坦自建国以来最大规模停电事故。事故导致巴境内所有主要城市陷入黑暗,包括首都伊斯兰堡、经济中心卡拉奇及第二大城市拉合尔。文中介绍了巴基斯坦电网概况,叙述... 详细信息

2021年1月9日,巴基斯坦古杜电厂故障导致国家电力系统连锁反应,引发巴基斯坦自建国以来最大规模停电事故。事故导致巴境内所有主要城市陷入黑暗,包括首都伊斯兰堡、经济中心卡拉奇及第二大城市拉合尔。文中介绍了巴基斯坦电网概况,叙述了事故前电网运行状况及事故的发展过程、恢复等情况,从网架结构、保护机制、管理流程等方面初步分析了事故发生的主要原因。对比分析了巴基斯坦三次大停电事故,并结合我国电力系统实际,提出了此次巴基斯坦大停电事故对我国电力系统的启示。

关键词：巴基斯坦电网大停电误操作安全稳定

功率重复冲击下两区域交流联络线功率波动机制及幅值计算

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中国电机工程学报 2015年第S1期35卷 52-58页

作者：易俊屠竞哲徐式蕴林伟芳张健刘明松中国电力科学研究院北京市海淀区100192

功率冲击将在两区域互联电力系统联络线上引发功率波动,幅值较大时可能威胁同步电网的稳定运行。该文将两区域互联电力系统的功率波动表示为2阶线性系统受到激励后的时域响应,同时基于电力系统功率冲击的三阶段分配理论,分析反复功率冲... 详细信息

功率冲击将在两区域互联电力系统联络线上引发功率波动,幅值较大时可能威胁同步电网的稳定运行。该文将两区域互联电力系统的功率波动表示为2阶线性系统受到激励后的时域响应,同时基于电力系统功率冲击的三阶段分配理论,分析反复功率冲击情况下两区域联络线上功率波动每个周期的变化规律,阐明这种变化的机理,提出每个周期波动幅值的计算方法。通过华北—华中互联系统2015年某次电网真实的反复功率冲击事件实测数据,验证了所提理论和方法的有效性。

关键词：互联电力系统联络线反复功率冲击功率波动变化规律