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基于PSD-BPA的阻尼比灵敏度计算及其应用

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能源工程 2017年第4期37卷 1-6页

作者：潘秋萍杨正清汪震浙江大学电气工程学院浙江杭州310027 国家电网杭州供电公司浙江杭州310002

设计并建立了一个基于数值微分和商业电力系统软件相结合的智能计算平台,实现相关振荡模式阻尼比对运行参数灵敏度的自动化和批量化计算。在此基础上,提出了保持联络线功率不变的前提下对机组出力进行调整,有效提高相关阻尼比的方法。... 详细信息

设计并建立了一个基于数值微分和商业电力系统软件相结合的智能计算平台,实现相关振荡模式阻尼比对运行参数灵敏度的自动化和批量化计算。在此基础上,提出了保持联络线功率不变的前提下对机组出力进行调整,有效提高相关阻尼比的方法。通过三华电网的应用算例,验证了灵敏度计算平台的可行性和提高阻尼比方法的有效性。

关键词： PSD-BPA 阻尼比灵敏度数值微分机组出力调整

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基于数据驱动的交直流混联电网阻尼调制策略

电力系统及其自动化学报 2023年第1期35卷 59-67页

作者：邱家威杨德友蔡国伟王丽馨段方维东北电力大学电气工程学院吉林132012 国网辽宁省电力有限公司电力科学研究院沈阳110000

为改善交、直流混联电网因联络线上功率失衡引起的弱阻尼区间模式,提出一种基于定点滑窗摄动法筛选灵敏发电机组的有功再调度阻尼调制策略。首先,研究联络线断面交、直流功率配比和单极闭锁故障对区间振荡的影响;然后,基于随机响应数据... 详细信息

为改善交、直流混联电网因联络线上功率失衡引起的弱阻尼区间模式,提出一种基于定点滑窗摄动法筛选灵敏发电机组的有功再调度阻尼调制策略。首先,研究联络线断面交、直流功率配比和单极闭锁故障对区间振荡的影响;然后,基于随机响应数据运用随机子空间辨识法辨识系统模态,并根据发电机有功自然摄动提出定点滑窗摄动法计算发电机阻尼比-有功灵敏度,选出送、受端灵敏度最大的发电机组合进行有功再调度,定向提高区间振荡阻尼比以满足系统安全稳定运行的要求;最后,在改进的IEEE 16机5区系统进行仿真与计算,其结果验证了辨识方法的有效性和所提策略的可行性。

关键词：交直流混联电网定点滑窗摄动法阻尼比灵敏度直流单极闭锁有功再调度

双馈风电场并网对汽轮发电机次同步振荡的影响

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电机与控制学报 2015年第6期19卷 47-54页

作者：李辉陈耀君李洋刘盛权杨东梁媛媛兰涌森重庆大学电气工程学院重庆400044 国网浙江嘉兴供电公司浙江嘉兴314000 重庆科凯前卫风电设备有限责任公司重庆401121 中船重工(重庆)海装风电设备有限公司重庆401122

考虑在风火打捆输电方式中大容量风电场并网可能会加剧汽轮发电机轴系扭振的风险,提出双馈风电场并网对汽轮发电机次同步振荡影响的研究。首先建立含风电场系统的小信号稳定分析数学模型,基于模态分析法研究风电场并网前后系统次同步振... 详细信息

考虑在风火打捆输电方式中大容量风电场并网可能会加剧汽轮发电机轴系扭振的风险,提出双馈风电场并网对汽轮发电机次同步振荡影响的研究。首先建立含风电场系统的小信号稳定分析数学模型,基于模态分析法研究风电场并网前后系统次同步振荡模式的变化,并利用数字仿真平台建立时域仿真,对模态分析结果进行验证。其次,借鉴参数灵敏度概念,研究系统次同步振荡阻尼比对风电场参数的灵敏度。最后,针对风电场在不同风速和不同无功功率的情况下,研究含风电场的电力系统次同步振荡模式的变化规律。结果表明,在保持外部条件一定情况下,双馈风电场并网会降低系统次同步振荡阻尼,且风电场有功功率和无功功率参数对其次同步振荡阻尼影响明显。

关键词：双馈风电场汽轮发电机次同步振荡模式模态分析阻尼比灵敏度

数据驱动的交直流混联电网小干扰稳定性评估与阻尼调制策略研究

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数据驱动的交直流混联电网小干扰稳定性评估与阻尼调制策略研究

作者：邱家威东北电力大学

学位级别：硕士

交直流电网混联是我国能源发展演变的新阶段,在满足电网远距离、大容量输电要求的同时,其运行的脆弱性和耦合特性也使得系统的失稳风险增加。大互联电网联络线上的大容量功率输送为电力系统的小干扰稳定性带来不良影响,在因故障导致联... 详细信息

交直流电网混联是我国能源发展演变的新阶段,在满足电网远距离、大容量输电要求的同时,其运行的脆弱性和耦合特性也使得系统的失稳风险增加。大互联电网联络线上的大容量功率输送为电力系统的小干扰稳定性带来不良影响,在因故障导致联络线断面功率失衡的情况下,系统区间振荡模式的阻尼水平将很可能出现大幅下降,对电网的安全稳定运行造成威胁。本文以自然激励下系统的随机响应为数据集,对交直流混联电网小干扰稳定性进行评估,并制定提高区间模式阻尼水平的调制策略,主要的研究内容如下:首先,基于传统的特征值分析法展开交直流混联电网小干扰稳定性分析。研究联络线断面交、直流功率配比与系统区间振荡阻尼比之间的关联,并设计直流单极闭锁故障研究单极闭锁对系统各机电振荡模式的影响,监测联络线上的功率变化,总结功率转移对交直流混联电网区间振荡模式的影响,为后续基于数据驱动辨识系统模态参数提供参考。其次,以自然激励下发电机有功随机响应为数据集,运用随机子空间辨识法(Stochastic Subspace Identification,SSI)辨识交直流混联系统在直流单极闭锁前后的模态参数,与特征法计算所得结果加以对比分析辨识结果的准确性,验证单极闭锁对系统机电振荡模式的影响。改进的IEEE 4机2区和IEEE 16机5区系统的仿真结果验证了SSI辨识法对交直流混联系统模态参数辨识的有效性。最后,为改善因直流单极闭锁引起的区间模式阻尼水平下降,研究通过调整发电机有功输出量的阻尼提升策略。根据发电机有功出力的摄动量以及系统阻尼比辨识结果的变化量,提出一种定点滑窗摄动法用于计算各发电机阻尼比灵敏度,依据电力系统划分区域内发电机阻尼比灵敏度的排序结果筛选灵敏发电机组参与有功再调度过程。有功调制量的大小由参与再调度过程发电机的工作状态、有功出力约束确定,进行多次有功再调度定向提高区间振荡的阻尼比以满足混联系统安全稳定运行要求。改进的IEEE 4机2区和IEEE 16机5区系统的仿真结果验证了本文所提阻尼调制策略的有效性和适用性。

关键词：交直流混联电网直流单极闭锁随机子空间法定点滑窗摄动法阻尼比灵敏度有功再调度

随机数据驱动的小干扰稳定评估与阻尼调制方法研究

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随机数据驱动的小干扰稳定评估与阻尼调制方法研究

作者：王文嘉东北电力大学

学位级别：硕士

大型能源基地及大容量输电通道的建设和投运在一定程度上恶化了电力系统小干扰稳定性,系统中潜在的区间弱阻尼机电振荡模式严重威胁系统的安全稳定运行。因此,在系统正常运行条件下,预警弱阻尼模式,并采用适当的调控方式提高系统阻尼特... 详细信息

大型能源基地及大容量输电通道的建设和投运在一定程度上恶化了电力系统小干扰稳定性,系统中潜在的区间弱阻尼机电振荡模式严重威胁系统的安全稳定运行。因此,在系统正常运行条件下,预警弱阻尼模式,并采用适当的调控方式提高系统阻尼特性,对保证现代电力系统安全稳定运行具有重要意义。本文以随机响应数据为基础,研究环境激励下的电力系统小干扰稳定评估方法以及改善弱阻尼模式的发电机有功调制手段,具体研究内容如下:首先,建立包含随机变量的电力系统状态方程,推导环境激励下电力系统状态变量的时域响应解析式,根据内含变量的物理意义证明随机响应中蕴含大量与机电振荡特征相关的系统动态信息,为从随机响应信号中提取机电振荡特征参数提供理论依据。其次,在环境激励下电力系统随机响应特征分析基础上,研究基于在线递归随机子空间法(On-line Recursive Stochastic Subspace Identification,ORSSI)的电力系统小干扰稳定性在线评估方法。利用Givens旋转变换替代传统随机子空间算法中数据更新后Hankel矩阵的LQ分解过程,实现延伸观测矩阵在线更新,有效提高电力系统机电振荡特征参数辨识的实时性,对跟踪电力系统的动态变化过程以及弱阻尼振荡模式告警具有重要意义。仿真算例IEEE 4机2区域系统、IEEE 16机5区系统及某实际电网量测数据计算分析结果验证了方法的可行性及有效性。最后,为消除机电振荡模式中的弱阻尼,研究基于阻尼比-有功灵敏度的发电机有功调制方案。将环境激励下发电机有功输出响应视为天然摄动量,结合以发电机有功随机响应为数据源的阻尼比辨识结果,分别求取二者变化量,应用摄动法计算各发电机阻尼比-有功灵敏度,其结果作为筛选发电机有功调制顺序的合理依据。然后,根据已筛选的各发电机运行状态和有功输出约束,确定有功调制量,提高相应模式阻尼。通过仿真算例IEEE 4机2区域系统、IEEE 16机5区系统以及实际算例说明所提方法的有效性及适用性。

关键词：随机响应弱阻尼振荡模式递归随机子空间摄动法阻尼比灵敏度有功调制

大规模光伏并网的电力系统小干扰稳定性分析及其应用

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大规模光伏并网的电力系统小干扰稳定性分析及其应用

作者：景雪华北电力大学

学位级别：硕士

随着化石能源的逐渐枯竭及环境问题的日益严峻,人们对新能源发展的要求日益提高。光伏发电的随机性、不确定性,使其大规模并网对电力小干扰稳定问题带来很大影响。针对光伏并网对系统小干扰稳定的影响,本文利用阻尼比灵敏度确定光伏发... 详细信息

随着化石能源的逐渐枯竭及环境问题的日益严峻,人们对新能源发展的要求日益提高。光伏发电的随机性、不确定性,使其大规模并网对电力小干扰稳定问题带来很大影响。针对光伏并网对系统小干扰稳定的影响,本文利用阻尼比灵敏度确定光伏发电的最佳接入方式以确保系统的小干扰稳定性并建立了光伏详细模型。首先以光伏出力波动的随机激励作为摄动量,通过摄动法求解出光伏在不同节点并网的阻尼比灵敏度,然后根据阻尼比灵敏度的大小,筛选最佳的光伏并网节点,通过优化方法确定光伏发电的接入位置和容量得到光伏发电的最佳接入方式。以New England 10机39节点系统和西部某省实际电力系统为例验证本文算法的有效性。最后利用Matlab/Simulink建立光伏电站动态模型,分析大规模光伏接入多机系统对系统小干扰稳定性的影响,验证光伏最佳接入方式的有效性,为研究光伏并网提供了新思路。

关键词：随机响应面法摄动法光伏接入方式小干扰稳定阻尼比灵敏度光伏电站动态模型

交直流混合电网动态稳定的影响因素和控制策略研究

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交直流混合电网动态稳定的影响因素和控制策略研究

作者：杜江龙华北电力大学

学位级别：硕士

随着全国联网和直流线路的建设，大区域交直流电力系统越来越常见，风、光电及FACTS设备不断并网等都加剧了现代电网的复杂度，对电网稳定构成挑战，也使得低频振荡的研究显得更加重要。本文以调度机组出力和直流有功功率为手段，分别... 详细信息

随着全国联网和直流线路的建设，大区域交直流电力系统越来越常见，风、光电及FACTS设备不断并网等都加剧了现代电网的复杂度，对电网稳定构成挑战，也使得低频振荡的研究显得更加重要。本文以调度机组出力和直流有功功率为手段，分别利用阻尼比灵敏度和参与度两个指标为指导，提出对低频振荡的控制策略。将阻尼比对节点有功出力和直流线路功率的灵敏度引入交直流电力系统，并以此制定抑制区域振荡的控制策略。首先，在经典数学模型的基础上，推导了阻尼比对发电机节点和直流换流站节点有功功率的灵敏度计算公式;然后，以阻尼比灵敏度为指导，以系统出力的调整量最小为目标函数建立调节机组有功出力和直流有功功率的混合控制策略模型，并用遗传算法对策略进行求解。为了降低控制策略对数学模型的依赖性，提出了基于在线辨识的交直流电力系统低频振荡混合控制策略。在低频振荡在线辨识的基础上，提出以机组参与度和分群结果为指导的控制策略，根据参与度和分群信息以送端机组降出力、受端机组增出力的原则制定控制策略。在DIgSILENT软件中搭建了8机交直流系统模型，验证了以上策略的有效性。

关键词：交直流系统低频振荡控制策略阻尼比灵敏度参与度 WAMS

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基于风险的电力系统小干扰概率稳定研究

基于风险的电力系统小干扰概率稳定研究

作者：闫济红东南大学

学位级别：硕士

随着互联电网的发展,电网规模扩大,互联大电网间的低频振荡问题不容忽视,同时随着风电等新能源的迅速发展、电力市场逐步形成,系统中电源侧和负荷侧不确定性因素逐渐增加,随机性参数对电网低频振荡的影响已不可忽略。研究计及随机性的... 详细信息

随着互联电网的发展,电网规模扩大,互联大电网间的低频振荡问题不容忽视,同时随着风电等新能源的迅速发展、电力市场逐步形成,系统中电源侧和负荷侧不确定性因素逐渐增加,随机性参数对电网低频振荡的影响已不可忽略。研究计及随机性的低频振荡问题,以有效提高互联电网的电力输送能力和保障电网安全稳定运行,具有重要的理论研究意义和工程应用价值。论文考虑系统风电、负荷等不确定性因素,建立小干扰概率稳定模型,基于风险评估理论对电力系统小干扰稳定的风险评估和优化控制策略等进行研究,主要研究内容包括:（1）在考虑随机性的情况下,建立用于小干扰概率稳定分析和风险分析的系统模型,主要包括计及风速相关性的风电场建模和计及负荷相关性的负荷建模,以及全系统小干扰稳定模型及其线性化。基于Copula函数的相关性建模方法,生成风电和负荷随机数据,并应用于经典两区四机系统和华东电网算例。（2）基于风险评估理论和风险评估方法,提出了一种基于阻尼比灵敏度的风险指标,建立了系统小干扰稳定风险评估模型。该模型有效地综合系统小干扰失稳概率和系统失稳后为了恢复小干扰稳定而调整的发电机有功功率,对系统进行风险评估,为保障系统安全稳定运行提供决策依据。（3）基于风险模型,对系统进行小干扰概率稳定风险分析。介绍了风险分析流程,基于蒙特卡洛模拟根据所建系统模型和Copula函数模拟产生大量运行场景,在不同断面进行确定性小干扰稳定分析,形成关键振荡模式阻尼比的概率密度函数图,得到系统小干扰安全稳定运行的概率和风险分析相关数据,最后计算风险值,进行小干扰稳定风险分析。通过算例对系统进行建模、仿真和评估,验证了风险评估指标与评估方法的可行性和有效性。（4）研究基于风险的低频振荡控制决策策略,为控制人员提供控制决策依据。在系统小干扰概率稳定分析和风险评估的基础上,研究最优预防控制决策策略,包括发电机减出力和减负荷的定位以及控制量的确定,以降低系统小干扰稳定风险。并研究了可应用于动态稳定时域仿真的动态模型降阶技术——基于奇异值分解的动态模型降价技术,该降阶方法通过提取特征发电机,将非特征发电机通过特征发电机来线性表示,提高大系统时域仿真的速度,为控制决策的研究提供更加高效的时域仿真方法。通过算例分析,当系统存在小干扰稳定失稳风险时,实施控制决策策略后提高了系统低频振荡特性,验证了考虑风险下优化控制决策策略的有效性。

关键词：低频振荡相关性建模风险评估阻尼比灵敏度优化控制

光伏接入系统的小干扰稳定灵敏度分析及其应用

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电力自动化设备 2021年第8期41卷 70-75页

作者：马燕峰景雪赵书强郑力文王子建董凌华北电力大学河北省分布式储能与微网重点实验室河北保定071003 国网青海省电力公司青海西宁810008

针对光伏并网对系统小干扰稳定的影响,提出基于随机响应面法和摄动法的阻尼比灵敏度求取方法。以光伏出力波动的随机激励作为摄动量,通过摄动法求解光伏在不同节点并网的阻尼比灵敏度;根据阻尼比灵敏度的大小筛选最佳的光伏并网节点,通... 详细信息

针对光伏并网对系统小干扰稳定的影响,提出基于随机响应面法和摄动法的阻尼比灵敏度求取方法。以光伏出力波动的随机激励作为摄动量,通过摄动法求解光伏在不同节点并网的阻尼比灵敏度;根据阻尼比灵敏度的大小筛选最佳的光伏并网节点,通过优化方法确定光伏发电的接入位置和容量,得到光伏发电的最佳接入方式。以New England 10机39节点系统和西部某省实际电力系统为例验证所提方法的有效性。

关键词：电力系统随机响应面法摄动法阻尼比灵敏度小干扰稳定光伏接入方式