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“双高”电力系统稳定性的新问题及分类探讨

中国电机工程学报 2021年第2期41卷 461-474页

作者：谢小荣贺静波毛航银李浩志电力系统及发电设备控制与仿真国家重点实验室(清华大学电机系) 北京市海淀区100084 国家电力调度控制中心北京市西城区100031 国网浙江省电力有限公司浙江省杭州市310007

在能源转型和科技进步的推动下,高比例可再生能源和高比例电力电子设备(即"双高")正成为电力系统发展的重要趋势和关键特征,电力系统的动态行为随之发生重大变化,产生了新的稳定性问题。该文从分析"双高"电力系统的特点出发,先概述"双高... 详细信息

在能源转型和科技进步的推动下,高比例可再生能源和高比例电力电子设备(即"双高")正成为电力系统发展的重要趋势和关键特征,电力系统的动态行为随之发生重大变化,产生了新的稳定性问题。该文从分析"双高"电力系统的特点出发,先概述"双高"对经典稳定性各个侧面的影响,然后简要归纳"双高"背景下的新型稳定性问题,进一步探讨IEEE经典和扩展稳定性分类的适用性,最后尝试提出一种新的分类方法和框架,在维持经典分类逻辑的同时,兼容新的"双高"场景,希望有利于推动"双高"电力系统稳定性建模、分析与控制研究。

关键词：可再生能源电力电子电力系统稳定性分类

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地磁暴对电力系统稳定性的影响

电工技术学报 2022年第7期37卷 1780-1788页

作者：王泽忠司远刘连光高电压与电磁兼容北京市重点实验室(华北电力大学) 北京102206 新能源电力系统国家重点实验室(华北电力大学) 北京102206

鉴于近年来地磁暴侵害中低纬度地区电网事件的增加及强地磁暴引起的魁北克大停电事故,分析地磁暴对电力系统稳定运行的影响十分必要。受各种因素的约束,电力系统往往运行在极限稳定状态,地磁暴感应电流(GIC)会引起变压器无功损耗(以下... 详细信息

鉴于近年来地磁暴侵害中低纬度地区电网事件的增加及强地磁暴引起的魁北克大停电事故,分析地磁暴对电力系统稳定运行的影响十分必要。受各种因素的约束,电力系统往往运行在极限稳定状态,地磁暴感应电流(GIC)会引起变压器无功损耗(以下简称为GIC-Q)增加,具有全网群发性和波动性的GIC-Q是否会增大系统失稳风险以及直流系统的加入是否会对电网抗磁暴能力产生影响尚未得到研究。从电力系统稳定的角度出发,研究长时间尺度下变电站GICQ的概率分布规律,结合GIC标准算例,在系统原有负荷的基础上将GIC-Q作为一种无功负荷,分析地磁暴对交流系统及交直流混联系统概率稳定性的影响。

关键词：地磁暴 GIC-Q 交直流混联系统电力系统稳定性概率分布

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双向模块简化技术在电力系统稳定性仿真中的应用

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天津大学学报（自然科学与工程技术版） 2004年第9期37卷 797-801页

作者：周保荣房大中天津大学电气与自动化工程学院天津300072

应用隐式积分法进行电力系统暂态稳定仿真时,常采用牛顿法求解非线性方程.为便于求解,提出了双向模块简化技术,将牛顿法迭代中线性增量方程的求解分解为正向简化和反向回代过程.正向简化利用模块接口消去发电机等子系统方程,得到易求解... 详细信息

应用隐式积分法进行电力系统暂态稳定仿真时,常采用牛顿法求解非线性方程.为便于求解,提出了双向模块简化技术,将牛顿法迭代中线性增量方程的求解分解为正向简化和反向回代过程.正向简化利用模块接口消去发电机等子系统方程,得到易求解的电力网络方程.反向回代求解电力网络方程,通过模块接口依次回代求解发电机及其控制器变量.该技术体现了电力系统内在的模块性,保持了牛顿仿真算法收敛速度快、没有交割误差的优点,同时具有模块清晰、易扩展和易编程等特点.将该仿真算法应用在10发电机39节点新英格兰系统的仿真验算中,结果表明了该算法的有效性和合理性.

关键词：电力系统稳定性电力系统仿真牛顿法双向模块简化

统一潮流控制器的非线性控制和对电力系统稳定性的改善

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电力系统自动化 2001年第19期25卷 1-5页

作者：谢桦梅生伟徐政卢强横山明彦清华大学电机系北京100084 东京大学电机系

首先考虑 UPFC装置与电力系统串联和并联的两部分之间耦合直流电容的动态 ,建立了具有 UPFC的输电系统的动态数学模型。在此基础上 ,对 UPFC的 4个控制变量进行分析 ,提出了控制变量 m1,m2 和φ1的线性控制规律 ,并运用基于微分几何理... 详细信息

首先考虑 UPFC装置与电力系统串联和并联的两部分之间耦合直流电容的动态 ,建立了具有 UPFC的输电系统的动态数学模型。在此基础上 ,对 UPFC的 4个控制变量进行分析 ,提出了控制变量 m1,m2 和φ1的线性控制规律 ,并运用基于微分几何理论的仿射非线性系统反馈精确线性化和动态反馈原理及方法 ,得到了控制变量φ2 的非线性最优控制律的解析表达式 ,从而提出了UPFC的线性与非线性最优混合控制策略。控制策略的测量量均可本地化 ,以利于工程应用。仿真结果表明在文中所给出的非线性控制器作用下 ,UPFC能有效地改善电力系统的动态品质和暂态稳定性。

关键词：统一潮流控制器非线性控制电力系统稳定性输电线路数学模型

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电力系统稳定性教学软件的开发

华北电力技术 2001年第3期1卷 18-19,23页

作者：骆平杨少兵北方交通大学北京100044

着重叙述了电力系统稳定教学软件的特点及其实现过程 ,包括该教学软件的主要功能 ,处理、控制及输出等模块的实现。算例测试表明 ,此教学软件具有运行稳定、结果正确、使用方便、界面友好、功能齐备等特点 ,可用于教学、电气专业的岗位... 详细信息

着重叙述了电力系统稳定教学软件的特点及其实现过程 ,包括该教学软件的主要功能 ,处理、控制及输出等模块的实现。算例测试表明 ,此教学软件具有运行稳定、结果正确、使用方便、界面友好、功能齐备等特点 ,可用于教学、电气专业的岗位培训及科研工作。

关键词：电力系统稳定性教学软件开发 C++语言

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电力市场稳定性与电力系统稳定性的相互影响

电力系统自动化 2002年第21期26卷 1-6,33页

作者：薛禹胜国家电力公司电力自动化研究院江苏省南京市210003

讨论了电力市场经济稳定性问题的特点、模型 ,及其与电力系统物理稳定性的关系。电力生产和消费必须每时每刻平衡 ,其流通环节在物理和技术上都具有自然垄断性 ,但其生产规模的扩大却需要很长的时滞。一方面 ,为了充分利用稳定极限输电... 详细信息

讨论了电力市场经济稳定性问题的特点、模型 ,及其与电力系统物理稳定性的关系。电力生产和消费必须每时每刻平衡 ,其流通环节在物理和技术上都具有自然垄断性 ,但其生产规模的扩大却需要很长的时滞。一方面 ,为了充分利用稳定极限输电能力 ,并正确地对发电和输电投资进行引导 ,在输电费中必须考虑物理系统失稳的风险 ,从而影响到电力市场经济稳定性 ;另一方面 ,电力市场通过发电竞争以及对发电和输电的投资影响到电力系统物理稳定性。经济领域现有的动态模型和稳定性研究方法都不适用于电力市场 ,必须重新定义状态变量 ,建立合理的数学模型 ,正确地反映利润积累、投资行为、可用发电容量和可用输电容量的动态行为 ,正确地反映电力市场经济动态与电力系统物理动态之间的相互影响。市场的各参与者可以在仿真系统提供的平台上 ,选用代数方程、微分方程、差分方程 ,以及知识表达式来自己定义交易结算规则或各自的博弈策略。如同虚拟作战指挥仿真系统 ,这些主观决策是仿真系统的输入信息 ,而并非由仿真算法固定。在用数值仿真得到电力市场对扰动的时间响应曲线后 ,就可利用轨迹保稳降维 (TSPDR)理论 ,根据实际的高维轨迹来提取有界稳定性信息及结构稳定性信息。例如 ,计算电力系统动态阻塞的风险 ,求取电力?

关键词：电力市场稳定性电力系统稳定性数学模型稳定裕度电网

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机组参数影响电力系统稳定性的μ分析框架

中国电机工程学报 2002年第11期22卷 11-15页

作者：王成山车延博天津大学电气自动化与能源工程学院天津300072

提出了一种系统化的方法,应用结构奇异值理论考察发电机组参数不确定性对电力系统鲁棒稳定性的影响; 基于电力系统小扰动稳定的基本模型及其特点,分析了参数不确定性影响传递矩阵的机理:在此基础上,给出了适宜于μ分析的扩展模型及... 详细信息

提出了一种系统化的方法,应用结构奇异值理论考察发电机组参数不确定性对电力系统鲁棒稳定性的影响; 基于电力系统小扰动稳定的基本模型及其特点,分析了参数不确定性影响传递矩阵的机理:在此基础上,给出了适宜于μ分析的扩展模型及其推导方法,并以交轴电抗的不确定性分析为例说明了这一过程。并指出,这种方法的一般思想可推广用于多参数的统一检验。

关键词：机组参数电力系统稳定性 μ分析框架结构奇异值理论

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电力市场稳定性与电力系统稳定性的相互影响

电力系统自动化 2002年第22期26卷 1-4,79页

作者：薛禹胜国家电力公司电力自动化研究院江苏省南京市210003

5 电力市场的动力学模型5.1 框架模型在电力系统稳定性研究中,发电机的经典模型虽然无法反映各种控制器的影响,但却有利于揭示电力系统稳定性的最基本的性质,并有利于算例的快速筛选,故至今仍占有重要地位.影响电力市场稳定的因素更多,... 详细信息

5 电力市场的动力学模型5.1 框架模型在电力系统稳定性研究中,发电机的经典模型虽然无法反映各种控制器的影响,但却有利于揭示电力系统稳定性的最基本的性质,并有利于算例的快速筛选,故至今仍占有重要地位.影响电力市场稳定的因素更多,也更复杂.在宏观经济方面,能源政策、环境法规和国民经济发展态势的调整;在微观经济方面,电力市场规则的修改,各参与者的博弈;在技术方面,电力系统的物理特性、安全稳定导则、稳定传输极限引起的阻塞,甚至分析技术和控制技术都会影响电力市场的稳定性.很难建立面面俱到的数学模型,特别是在刚刚开展对电力市场稳定问题的研究的时候,抓住其最本质的要素,首先构造合理的框架模型是较好的选择.框架模型反映了研究的目标,系统的组成,主要状态变量的变化规律,决策变量的选择以及它们之间的交互关系,关键的约束条件.框架模型可能用抽象的方程来表示某些环节,而留有对有关函数进行自定义的接口.

关键词：电力市场稳定性电力系统稳定性动力学模型建模电网

可控串补的非线性控制对电力系统稳定性的影响研究

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电工技术学报 1999年第3期14卷 70-74,79页

作者：尹建华江道灼浙江大学电机系

对ＴＣＳＣ装置在电力系统中采用常规ＰＩＤ控制及基于微分几何仿射非线性系统理论的非线性控制方式进行了研究。以单机无穷大系统中的固定电容补偿，常规ＰＩＤ控制及非线性控制方式的ＴＣＳＣ为例，说明ＴＣＳＣ的非线性控制对发电机... 详细信息

对ＴＣＳＣ装置在电力系统中采用常规ＰＩＤ控制及基于微分几何仿射非线性系统理论的非线性控制方式进行了研究。以单机无穷大系统中的固定电容补偿，常规ＰＩＤ控制及非线性控制方式的ＴＣＳＣ为例，说明ＴＣＳＣ的非线性控制对发电机摇摆及振荡具有良好的阻尼作用，并明显改善系统动态稳定性。

关键词：电力系统稳定性非线性控制可控串补装置