小干扰稳定性

摘要： 在柔性直流输电VSC-HVDC系统中,直流电压的稳定和直流传输容量对系统而言尤为重要。本文通过对VSC-HVDC受端系统进行小信号阻抗建模,研究了逆变站响应时间常数对直流系统小干扰稳定性的影响,得到了响应时间常数与直流传输容量之间的关系。采用PSCAD/EMTDC软件搭建柔性直流输电系统仿真模型,仿真结果表明,VSC-HVDC系统中逆变站的响应时间常数与直流传输容量呈正相关,传输容量越大负荷恢复越快。

摘要： 受新能源电力系统中随机变量多和概率分布复杂等特点影响,小干扰失稳风险评估面临高效性和准确性两方面挑战。因此,提出基于高维模型表达方法的新能源电力系统小干扰失稳风险评估方法。首先,使用核密度估计法构建单变量概率分布模型,使用Pair-Copula函数模型构建高维相关变量联合分布模型,刻画变量复杂概率分布特征。然后,提出基于移动最小二乘法和高维模型表达方法的小干扰失稳风险评估方法,通过对非线性耦合相关性变量的稀疏逼近,提高建模求解效率。并针对风-光-负荷实际概率分布特征,提出了与概率结合的采样法以提高计算准确性。最后,以新能源接入的2区域4机系统和新英格兰-纽约16机系统为例进行分析,验证了所提方法的准确性和高效性。

摘要： 近年来,风电并网系统次同步振荡事故在全球多地均有报道发生,严重威胁了电力系统安全稳定运行。由于风电机组单机容量较小,一个风电场内通常具有数十台甚至数百台风电机组,造成风电场模型阶数高,风电机组之间耦合复杂,合理有效地对风电场进行等值建模,是研究风电并网系统振荡机理、特性与抑制的基础。文中在现阶段对风电接入引发电力系统次同步振荡原因认识的基础上,分析了现有较为成熟的风电场动态等值方法用于风电并网系统振荡稳定性分析的优势与不足,总结了现有风电场动态等值研究成果中的遗留问题,以期为未来针对风电汇集系统小干扰等值与风电并网系统次同步振荡展开进一步研究提供参考和借鉴。

摘要： 随着越来越多可再生能源装置和负荷利用电力电子装备接入传统电网,由于电力电子装置的负电阻特性导致电力系统往往呈现为弱惯性特征,因而给多变流器并网系统(MGCCS)的小干扰稳定带来了巨大挑战。所以对MGCCS在时域和频域方面进行小干扰稳定性分析成为时下热点话题。小干扰稳定性分析策略从单变流器并网系统(SGCCS)开始介绍并拓展到MGCCS领域,对现有分析方法的基本原理及应用范围进行分类、归纳和总结。最后,提出当前尚未解决问题与面临挑战,并对未来的研究方向进行展望。

摘要： 基于双碳目标的提出,风力发电等新能源前景广阔。由风速本身波动和风力机机械位置引起的重复性变化可能导致风电出力的强迫振荡,进一步引发整个系统的大规模强迫功率振荡。风力发电使用双馈异步电机(Double-Fed Induction Generator,DFIG)居多。以DFIG系统为研究对象建立适用于小扰动稳定分析的简化动态模型,基于状态矩阵特征值分析法研究风电场并网阻尼影响,得出风电场可以增加系统阻尼,对系统小干扰稳定有利的结论。基于7阶简化系统,研究DFIG系统强迫振荡的产生机理,得到强迫振荡的产生条件是干扰源频率接近于系统固有频率,并从改变控制系统控制参数和增加DFIG-PSS环节两个方面提出了抑制强迫振荡的方法。基于Matlab/Simulink平台搭建DFIG并入单机无穷大电网模型进行验证。

摘要： 提出了一种基于Nyquist特征轨迹的多输入-多输出系统小干扰稳定分析方法,可以量化原动机-调速器回路及附加励磁控制回路对稳定裕度的贡献。首先通过框图变换得到了一种便于分析的简洁形式的Heffron-Phillips模型,然后根据广义Nyquist曲线和特征轨迹的关系定义了新的稳定裕度。基于前述模型推导了稳定裕度的线性解析表达式,该线性表达式包含了原动机-调速器回路以及附加励磁控制回路,从而能够清晰地看出二者对稳定裕度的影响。除此以外,所提方法还可以作为控制器参数的设置。最后通过多个算例证明了所提方法的准确性和有效性。

摘要： 光伏并网容量的增加对电力系统运行特性的影响显著,尤其是对系统小干扰稳定性的影响值得关注.本文以三机九节点系统为例,采用特征值分析法研究了系统潮流改变、潮流不变两种情况下不同光伏并网容量对系统小干扰稳定性的影响.结果表明:系统潮流改变和潮流不变情况下光伏渗透率增加对于系统小干扰稳定性的影响存在明显差异.在光伏渗透率增加的过程中,通过动态调整同步发电机组出力以保证系统潮流不变更有利于系统的小干扰稳定.

摘要： 局部区域中风机密集并网导致模型稳定分析困难,而传统单机等值难以有效保留系统动态特性,针对这一问题,文中从小干扰稳定角度提出一种主导模态保持的风电场站自适应等值方法.首先,将机组的小干扰阻抗模型折算到外电网回路并解耦,以实现数学形式上机组动态的分离;其次,根据主导模态下设备侧特征根和单馈入系统对应特征值的大小关系,确定该模态下机组的分群与聚合;最后,计算等值参数,构建等值网络.该方法在不同频段下保留的机组数目不同,有效保持了等值前后系统主导模态不变,MATLAB/Simulink平台上的仿真结果验证了该等值方法的合理性.

摘要： 该文对弱连接条件下锁相环动态主导的并网直驱风电场小干扰稳定性展开研究。为此,首先建立了由N台直驱风机所构成并网风电场的全阶线性化状态空间模型。为分析交流电网强度对风电场小干扰稳定性的影响,不考虑直驱风机动态特性的差异,基于对风电场状态空间矩阵的相似变换,将风电场全阶模型等效为N个由一台直驱风机并网构成、且相互独立的子系统。然后,仅保留锁相环和线路电流动态,建立等效子系统二阶特征方程,得到系统小干扰稳定的条件。基于此稳定条件,分析了弱连接条件下,锁相环动态主导的并网直驱风电场小干扰临界稳定条件以及失稳的成因与机理。结果表明,交流电网强度减弱、风电场网络结构改变以及锁相环积分控制系数Ki增大,均可导致锁相环动态主导的并网直驱风电场小干扰稳定性降低。最后,通过仿真算例,验证了所提方法的有效性和所得结论的正确性。

摘要： 针对弱电网系统在低电压穿越期间的小干扰稳定性问题,文章首先建立了并网逆变器系统的小干扰线性化模型,推导出电网阻抗、锁相环及电流环之间的耦合关系;然后采用特征值分析法对整个并网逆变器系统进行了全面的模态分析;并通过系统根轨迹图详细分析了电网强度、锁相环带宽及电流环带宽对系统小干扰振荡特性的影响规律.分析结果表明,电网连接强度减弱将导致系统在低电压穿越期间的小干扰稳定性减弱;锁相环带宽及电流环带宽的减小则有利于提高系统的小干扰稳定性.在Matlab/Simulink中建立了并网逆变器的时域仿真模型,通过时域仿真验证了理论分析的正确性.

摘要： 随着中国电网建设步伐的加快,要求从电网区域互联角度分析电力系统运行的稳定性.以风力发电为典型代表,整个系统有大规模接风电场接入后将存在许多影响因素,难以保证系统安全可靠运行.而且现行关于阻尼特性、小干扰稳定等方面研究仍表现出缺失的现状,使风电机组投入使用后缺少相应的理论指导.对此,本文主要对小干扰稳定性的相关概述、风电机组相关模型的构建、小干扰稳定性在简单发电系统中的体现、阻尼特性与小干扰稳定受风电场的影响以及改善并网风电场的具体路径进行探析.

摘要： 本文在建立异步风力发电系统的动态模型的基础上,进一步利用李雅普诺夫稳定性定理,得到其在稳定运行点处的小信号模型,通过Matlab/Simulink建立仿真模型得到系统稳定运行的参数.通过特征值、参与因子以及特征值对系统参数的灵敏度分析,得到系统不同振荡模态与系统振荡过程的关系和系统参数对系统小干扰稳定性的影响.以上分析结果可以帮助更好地分析解决异步风力发电系统的小干扰稳定性问题.

摘要： 本文介绍新一代电力系统小干扰稳定性分析软件,主要涉及该软件的数学模型、核心算法、软件功能与特点及其应用等方面内容.该软件突出的特点是采用了先进的特征值算法,能够满足大型电力系统动态稳定仿真需要,解决了老版本程序对模拟机组规模限制的问题.针对不同的系统规模,软件提供了两种特征值计算方法:QR算法和隐式重启动Arnoldi(IRA,ImplicitRitzArnoldi)算法.软件实现了与PSD-BPA的接口,可方便地用于交直流并列运行的电力系统低频振荡等小干扰稳定性分析.

摘要： 再调度发电机、负荷的有功都可以提高系统的小干扰稳定性。本文通过计算系统特征值阻尼比灵敏度求解出需要调节的有功改变量，同时考虑了电价的影响因素，从而使系统在满足小干扰稳定的前提下获得最小购电成本。

摘要： 将精化Arnoldi方法引入到大型电力系统小干扰稳定性分析。应用位移求逆变换是为了计算在位移点附近的特征值，再用相应的精化向量代替Ritz向量作为特征向量的近似，用隐式重启动技术加速算法的收敛。算例分析表明，精化Arnoldi方法能够可靠和有效的计算大型电力系统。

摘要： 电力系统规模的增长可能会使系统的稳定问题变得突出.本文利用电科院的《电力系统分析综合程序》对陕西电网进行了详细的小干扰稳定计算和分析.通过计算,发现了陕西电网存在的一些小干扰稳定问题.本文还对陕西电网加装PSS装置前后的阻尼状况进行了小干扰稳定性计算分析与比较,结果表明,在关键机组加装PSS装置可以提高系统的阻尼特性,也提高了整个电网的小干扰稳定水平.

摘要： 用Jacobi-Davidson(JD)方法求取系统状态矩阵按阻尼比递增的特征值子集，抓住了电力系统机电振荡分析问题的本质，避免了大量冗余特征值的计算，大大减少了计算量，但计算过程中，有可能出现特征值遗漏，收敛缓慢，甚至停滞现象。本文提出了改进的特征值排序方法，较好地解决了以上问题。另外，提出了JD法的增广修正方程求解方法，减少了计算量，提高了计算效率。最后将提出的方法在113 机上进行了试验，结果表明新算法能够更加有效地求出系统负阻尼和阻尼不足的所有振荡模态，适合于大规模电力系统的机电振荡分析。

摘要： 用Jacobi-Davidson(JD)方法求取系统状态矩阵按阻尼比递增的特征值子集，抓住了电力系统机电振荡分析问题的本质，避免了大量冗余特征值的计算，大大减少了计算量，但计算过程中，有可能出现特征值遗漏，收敛缓慢，甚至停滞现象。本文提出了改进的特征值排序方法，较好地解决了以上问题。另外，提出了JD法的增广修正方程求解方法，减少了计算量，提高了计算效率。最后将提出的方法在113 机上进行了试验，结果表明新算法能够更加有效地求出系统负阻尼和阻尼不足的所有振荡模态，适合于大规模电力系统的机电振荡分析。

摘要： 用Jacobi-Davidson(JD)方法求取系统状态矩阵按阻尼比递增的特征值子集，抓住了电力系统机电振荡分析问题的本质，避免了大量冗余特征值的计算，大大减少了计算量，但计算过程中，有可能出现特征值遗漏，收敛缓慢，甚至停滞现象。本文提出了改进的特征值排序方法，较好地解决了以上问题。另外，提出了JD法的增广修正方程求解方法，减少了计算量，提高了计算效率。最后将提出的方法在113 机上进行了试验，结果表明新算法能够更加有效地求出系统负阻尼和阻尼不足的所有振荡模态，适合于大规模电力系统的机电振荡分析。

摘要： 用Jacobi-Davidson(JD)方法求取系统状态矩阵按阻尼比递增的特征值子集，抓住了电力系统机电振荡分析问题的本质，避免了大量冗余特征值的计算，大大减少了计算量，但计算过程中，有可能出现特征值遗漏，收敛缓慢，甚至停滞现象。本文提出了改进的特征值排序方法，较好地解决了以上问题。另外，提出了JD法的增广修正方程求解方法，减少了计算量，提高了计算效率。最后将提出的方法在113 机上进行了试验，结果表明新算法能够更加有效地求出系统负阻尼和阻尼不足的所有振荡模态，适合于大规模电力系统的机电振荡分析。

摘要： 本发明涉及一种微电网系统的小干扰电压稳定性的控制方法，该方法控制的微电网系统包括分别与10kV母线的一端连接的光伏电源、柴油发电机和DFIG，所述的控制方法包括以下步骤：1)状态变量获取，包括光伏电源状态变量获取、柴油发电机状态变量获取和DFIG状态变量获取；2)特征值计算，联立光伏电源状态变量、柴油发电机状态变量和DFIG状态变量，构建系统状态空间模型，获取系统状态矩阵的特征值；3)特定参数确定，结合获取的特征值与PCC点处电压动态响应曲线的变化趋势，确定影响小干扰电压稳定性的特定参数；4)电压控制，对特定参数进行改进，改善小干扰电压的稳定性。与现有技术相比，本发明具有简便直观、降低成本、控制效率高等优点。

摘要： 本发明提供一种用于柔性直流小干扰稳定性判定的方法及系统，包括：获取柔性直流输电系统的参数、量测值和交流电网电压；将所述参数、量测值和交流电网电压基于柔性直流输电系统给定的公式构建状态矩阵，并计算所述状态矩阵的特征值；当接入交流系统时，根据所述状态矩阵的特征值判定柔性直流输电系统的小干扰稳定性。可以真实的反映柔性直流输电系统的动态特性，准确度高，能分析锁相环控制参数变化对柔性直流输电系统小干扰稳定性影响和接入不同的交流系统时，柔性直流输电系统控制参数的影响。

摘要： 本发明公开了一种含VSC‑HVDC的交直流混联系统小干扰稳定性优化方法，包括以下步骤：对交直流电力系统进行建模，得到系统动态模型；根据系统动态模型中的系统状态矩阵，得到不同直流传输功率下VSC‑HVDC系统相关参数灵敏度；判断VSC‑HVDC系统相关参数灵敏度是否为正值，若是，减小VSC‑HVDC系统相关参数，以使振荡阻尼比增大；若VSC‑HVDC系统相关参数灵敏度为负值，增大VSC‑HVDC系统相关参数，以使振荡阻尼比增大；其中，VSC‑HVDC系统相关参数包括VSC‑HVDC系统换流站交流母线电压、VSC‑HVDC系统换流站输出无功功率和VSC‑HVDC系统换流站直流电压。本发明公开的含VSC‑HVDC的交直流混联系统小干扰稳定性优化方法能够计及交直流混联系统中的交流系统的状态量对柔性直流输电系统的影响，从而使改善小干扰稳定性的准确度提高。

摘要： 本发明公开了一种电力系统小干扰稳定性分析方法，包括：根据获取到的电力系统各动态元件的线性化方程、传递函数框图和网络的线性化方程，构建电力系统的线性化模型；根据线性化模型，得到稀疏矩阵束，后对稀疏矩阵束进行特征分析，得到电力系统的特征方程；基于稀疏矩阵束进行预处理，得到特征方程的变换矩阵；其中，变换矩阵包括位移‑逆变换矩阵和凯莱变换矩阵；对稀疏矩阵束的特征向量与变换矩阵的乘积进行稀疏求解；根据求解结果对电力系统的小干扰稳定性进行分析，利于充分利用电力系统的线性化模型的稀疏特性，大大提高了计算效率，节省计算耗时。本发明还公开了一种电力系统小干扰稳定性分析装置、设备及存储介质。

摘要： 本发明公开了基于低阶IGD‑IRK的时滞电力系统小干扰稳定性分析方法，包括：建立时滞电力系统数学模型；根据时滞电力系统状态变量是否与时滞有关，时滞电力系统的微分方程改写为与时滞有关的部分及与时滞无关的部分；获得与重组后的时滞电力系统状态方程相对应的无穷小生成元；针对无穷小生成元基于隐式龙格‑库塔法低阶离散化，得到无穷小生成元低阶离散化近似矩阵；针对无穷小生成元低阶离散化近似矩阵进行位移逆变化，得到无穷小生成元低阶离散化近似逆矩阵；针对上述逆矩阵进行稀疏特征值计算，之后针对稀疏特征值再进行反变换和牛顿校验，得到时滞电力系统的精确特征值。

摘要： 本发明公开了一种带锁相环并网电压源型换流器小干扰稳定性判别方法，先建立含PLL的VSC经输电线路接入无穷大系统的数学模型；然后得到系统的稳态方程并求出系统的平衡点；接着对系统数学模型做线性化处理，通过拉普拉斯变换得到频域方程；进行简化处理后进而得到单输入单输出(SISO)模型；最后由经典劳斯判据推导出带锁相环的并网电压源型换流器稳定的充要条件，进而得到简化的充分条件。本发明清晰地表征了并网VSC小扰动稳定性与VSC控制器参数、线路参数、系统运行方式之间的解析关系；既可用于定性分析影响系统稳定性的关键因素，揭示系统失稳机理，也可用于指导VSC控制器参数设计和系统运行方式制定。

摘要： 本发明公开了一种功率因数对变流器并网系统小干扰稳定性影响的判断方法。通过线性化处理变流器并网系统的动态方程，建立变流器导纳模型和电网导纳模型；结合变流器导纳模型和电网导纳模型构成单输入单输出的闭环系统模型，得到闭环系统模型的闭环传递函数；根据闭环传递函数用奈奎斯特曲线进行判断，获得变流器当前运行的功率因数是否能使变流器稳定运行的结果。本发明能够有效地判断变流器的功率因数对并网系统稳定性的影响，避免变流器功率因数设置不当而引发的失稳问题。

摘要： 本发明公开了一种极坐标下的变流器并网系统小干扰稳定性判断方法。通过线性化处理变流器并网系统的动态方程，得到坐标下的变流器和电网的导纳模型，然后建立变流器的导纳模型和电网的导纳模型；将dq坐标下变流器的导纳模型和电网的导纳模型通过坐标变换得到极坐标下变流器导纳模型以及电网导纳模型，获得单输入单输出的闭环系统模型和闭环特征方程，根据闭环特征方程用奈奎斯特曲线进行判断或者根据闭环特征方程计算系统的稳定裕度获得变流器当前的控制参数是否能使变流器稳定运行的结果。本发明能够有效地计算变流器并网系统的稳定裕度以及判断变流器的控制参数对并网系统稳定性的影响，避免变流器控制参数设置不当而引发的失稳问题。

摘要： 本发明公开了一种电力系统小干扰稳定性分析方法，包括：根据获取到的电力系统各动态元件的线性化方程、传递函数框图和网络的线性化方程，构建电力系统的线性化模型；根据线性化模型，得到稀疏矩阵束，后对稀疏矩阵束进行特征分析，得到电力系统的特征方程；基于稀疏矩阵束进行预处理，得到特征方程的变换矩阵；其中，变换矩阵包括位移‑逆变换矩阵和凯莱变换矩阵；对稀疏矩阵束的特征向量与变换矩阵的乘积进行稀疏求解；根据求解结果对电力系统的小干扰稳定性进行分析，利于充分利用电力系统的线性化模型的稀疏特性，大大提高了计算效率，节省计算耗时。本发明还公开了一种电力系统小干扰稳定性分析装置、设备及存储介质。

摘要： 本发明公开了一种电力电子多馈入电力系统小干扰稳定性评估方法。由电力电子多馈入电力系统中的电力电子设备参数分别获得电力电子设备额定容量对角矩阵、电力电子设备有功输出对角矩阵，进而计算得到扩展导纳矩阵；根据扩展导纳矩阵的特征值将电力电子多馈入电力系统等效为n个电力电子单馈入电力系统，并计算得到电力电子多馈入电力系统的运行广义短路比；根据电力电子多馈入电力系统的运行广义短路比判断电力电子多馈入电力系统的小干扰稳定性。本发明方法物理意义明确，可应用于电力电子多馈入电力系统实际运行时的小干扰稳定性评估，使电力电子多馈入电力系统稳定运行。