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电力系统摇摆方程的近似解析解及分析
1
作者 李京 甘德强 +2 位作者 李振垚 刘新元 程雪婷 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第12期4589-4600,I0001,共13页
该文开展大扰动背景下电力系统摇摆方程的近似解研究。首先,在摇摆方程自身正弦耦合特征的基础上,利用泰勒展开公式,给出其摄动形式的一般化多项式型矩阵描述;其次,考虑电力系统稳定过程中的多阶段特性,分别采用线性系统理论和正则摄动... 该文开展大扰动背景下电力系统摇摆方程的近似解研究。首先,在摇摆方程自身正弦耦合特征的基础上,利用泰勒展开公式,给出其摄动形式的一般化多项式型矩阵描述;其次,考虑电力系统稳定过程中的多阶段特性,分别采用线性系统理论和正则摄动技术给出摇摆方程在故障中、故障切除后的近似解析解;然后,分析近似解的结构,揭示电网稳定运动形态特征的数学基础,并论证受扰系统功角摆幅的单调性规律;最后,IEEE 3机9节点系统、IEEE 10机39节点系统的算例验证所提方法及分析的有效性。 展开更多
关键词 摇摆方程 近似解析解 正则摄动 暂态稳定
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基于全状态模型的自同步电压源并网系统频率稳定分析 被引量：4
2
作者 李振垚 甘德强 +1 位作者 栾某德 何国庆 《中国电力》 CSCD 北大核心 2023年第5期182-192,共11页
使用自同步电压源控制方式的新能源是提升高比例新能源电力系统频率稳定的重要措施。针对自同步电压源并网系统,基于近似全状态模型,通过状态变量时域响应的解析解得到系统频率相关特征量与系统参数的量化关系。首先,将频率稳定问题转... 使用自同步电压源控制方式的新能源是提升高比例新能源电力系统频率稳定的重要措施。针对自同步电压源并网系统,基于近似全状态模型,通过状态变量时域响应的解析解得到系统频率相关特征量与系统参数的量化关系。首先,将频率稳定问题转化为二次特征值问题,证明了系统惯量减小会降低系统频率惯量响应阶段的抗扰动性。其次,将自同步电压源模型与同步机模型参数进行对应,证明了调速器的作用相当于增加系统阻尼,能够减小受扰动后系统频率的稳态频率误差。然后,提出了一种满足预设频率动态安全要求的自同步电压源新能源虚拟惯量和下垂系数估计方法。最后,在10机39节点算例中验证了所提方法的正确性和有效性。 展开更多
关键词 频率稳定 全状态模型 二次特征值问题 新能源发电 自同步电压源
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基于单调系统理论的光伏并网系统暂态电压稳定性分析 被引量：3
3
作者 王波 朱晓杰 +3 位作者 李振垚 甘德强 廖圣文 贺旭 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2023年第3期19-29,共11页
随着新能源机组大量并网,现代电力系统电压稳定问题日益突出,亟需有效的电压稳定分析方法。基于单调系统理论,对光伏并网的电力系统电压稳定性进行了分析。通过模块化求导方法,证明了电力系统暂态电势子系统的雅可比矩阵符号特性满足互... 随着新能源机组大量并网,现代电力系统电压稳定问题日益突出,亟需有效的电压稳定分析方法。基于单调系统理论,对光伏并网的电力系统电压稳定性进行了分析。通过模块化求导方法,证明了电力系统暂态电势子系统的雅可比矩阵符号特性满足互联单调系统条件,进而基于互联单调系统小增益定理对电力系统暂态电势子系统进行稳定性分析,并采用增益函数雅可比矩阵谱半径作为系统平衡点渐近稳定性的判据。借助特殊矩阵论,量化分析了部分电网参数对增益函数雅可比矩阵谱半径的影响,以此作为变流器控制参数设置的理论依据。在10机39节点系统中对上述结论进行了验证。仿真算例结果表明运行在单位功率因数下的跟网型变流器会增加谱半径对同步发电机参数的灵敏度,并导致系统鲁棒性变差;构网型变流器的无功功率-电压下垂系数的增加和出口电抗的减小能够增强系统的电压稳定性。 展开更多
关键词 光伏发电 电压稳定 单调系统 小增益定理
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计及光伏并网的电力系统频率特性和网络方程电压可解性分析 被引量：2
4
作者 王雪一 郝文清 +3 位作者 李振垚 甘德强 毛荀 倪静怡 《电力自动化设备》 EI CSCD 北大核心 2023年第10期167-175,共9页
随着新能源大容量并网,电力系统面临转动惯量不足、电压支撑能力弱等问题,电力系统频率和电压稳定问题突出。考虑光伏并网情况,提出了量化电力系统频率特性和网络方程可解性的分析方法。一方面,基于电力系统近似全状态模型,通过状态变... 随着新能源大容量并网,电力系统面临转动惯量不足、电压支撑能力弱等问题,电力系统频率和电压稳定问题突出。考虑光伏并网情况,提出了量化电力系统频率特性和网络方程可解性的分析方法。一方面,基于电力系统近似全状态模型,通过状态变量时域响应的解析解,分析了系统参数对频率特征量的影响,证明了在全状态模型下光伏附加频率控制不改变系统惯量但能够增加系统阻尼。进一步,指出系统频率响应主要由主导模式决定,给出了主导特征值的解析计算式。另一方面,聚焦网络方程,分析雅可比矩阵奇异性等值条件,基于实对称矩阵的最小特征值提出一种量化电压可解性的负定性指标。并应用该负定性指标,借助图论分析方法论证了随着电网中光伏渗透率增加,电压可解性下降,电压稳定性恶化。最后,在4机11节点经典算例和实际电网中验证了上述分析方法的有效性。 展开更多
关键词 紧急功率控制 光伏发电 频率特性 网络方程 电压可解性
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电力系统动态电压的单调控制特性 被引量：5
5
作者 张谦 陈民权 +3 位作者 郝文清 李振垚 甘德强 范翔 《电力自动化设备》 EI CSCD 北大核心 2022年第6期161-169,共9页
高比例新能源和电力电子设备的接入使得当前电网对动态电压的变化更加敏感。将单调控制系统理论应用于动态电压问题,提出输入-输出单调的判定条件,指出动态电压过程中存在单调控制特性。借助该理论论证不同规模交流系统中低压减载控制... 高比例新能源和电力电子设备的接入使得当前电网对动态电压的变化更加敏感。将单调控制系统理论应用于动态电压问题,提出输入-输出单调的判定条件,指出动态电压过程中存在单调控制特性。借助该理论论证不同规模交流系统中低压减载控制与动态电压间的单调特性,并在单机系统与区域电网中进行验证。对于新能源接入后的电力系统,简化其故障恢复期间的动态电压模型,在论证其单调控制特性的基础上,对潜在的反复低电压穿越问题进行预判,并在实际新能源送端电网中对该问题进行仿真,验证了所提改进策略的有效性。 展开更多
关键词 电力系统 动态电压 单调控制 低压减载 预防控制 故障恢复
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基于广域测量系统的双馈风力发电机组在线参数辨识方法 被引量：10
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作者 李振垚 摆世彬 +4 位作者 方若水 孙小湘 田志浩 李尚远 甘德强 《南方电网技术》 CSCD 北大核心 2021年第5期89-97,共9页
随着电力系统广域测量系统(WAMS)的普遍应用,可以获得大量在线实测数据用于电力系统的计算与分析。本文基于WAMS实测数据对双馈风力发电机(DFIG)进行在线参数辨识方法研究。首先,建立了用于辨识的DFIG简化模型,并证明了基于WAMS实测数... 随着电力系统广域测量系统(WAMS)的普遍应用,可以获得大量在线实测数据用于电力系统的计算与分析。本文基于WAMS实测数据对双馈风力发电机(DFIG)进行在线参数辨识方法研究。首先,建立了用于辨识的DFIG简化模型,并证明了基于WAMS实测数据的电力系统在线参数辨识是一个闭环辨识问题,运用预报误差法(PEM)可以解决闭环辨识问题。然后,提出了卡尔曼滤波法和数据转化法两种技术路线,对比了两者相同点和不同点。最后,通过宁夏电网风电场WAMS实测数据的仿真算例,证明了两种方法的有效性和可行性。 展开更多
关键词 广域测量系统 双馈风机 闭环辨识 在线辨识 预报误差法
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基于模型响应功率谱密度预测的强迫振荡扰动源设备定位法 被引量：5
7
作者 栾某德 甘德强 +2 位作者 李振垚 许昊 李尚远 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2022年第22期111-119,共9页
现代同步电网中频发的强迫振荡问题,对系统稳定运行构成了严重威胁。为消除强迫振荡,并避免直接切除扰动源发电机,精准地定位扰动源所在发电机及相应的控制设备具有重要的研究意义。文中给出了发电机的模型响应定义,并构建了其关系式;... 现代同步电网中频发的强迫振荡问题,对系统稳定运行构成了严重威胁。为消除强迫振荡,并避免直接切除扰动源发电机,精准地定位扰动源所在发电机及相应的控制设备具有重要的研究意义。文中给出了发电机的模型响应定义,并构建了其关系式;在此基础上,提出了应用发电机边界数据对模型响应的功率谱密度进行预测的原理。针对扰动源和非扰动源发电机响应的不同构成,提出了根据预测的模型响应功率谱密度和实际功率谱密度的匹配性质来实现扰动源发电机定位的方法;进一步,可根据发电机不同位置的扰动源造成不同控制响应的模型响应功率谱密度和实际功率谱密度不匹配程度的显著差异,精确地定位产生扰动源的具体控制设备。10机39节点系统和华北电网的仿真结果验证了所提定位方法的正确性和适用性。 展开更多
关键词 强迫振荡 扰动源定位 模型响应 功率谱密度预测 电力系统
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基于自适应卡尔曼滤波的负荷参数在线辨识方法 被引量：2
8
作者 李红霞 李尚远 +1 位作者 李振垚 甘德强 《电气自动化》 2021年第4期43-45,59,共4页
传统负荷模型参数辨识方法在数据获取、辨识精度和在线辨识上受到限制,且基于传统卡尔曼滤波的参数辨识算法易受噪声干扰,辨识结果不稳定。为此提出一种基于自适应卡尔曼滤波的负荷参数在线辨识算法。首先建立线性化的负荷模型,基于广... 传统负荷模型参数辨识方法在数据获取、辨识精度和在线辨识上受到限制,且基于传统卡尔曼滤波的参数辨识算法易受噪声干扰,辨识结果不稳定。为此提出一种基于自适应卡尔曼滤波的负荷参数在线辨识算法。首先建立线性化的负荷模型,基于广域测量系统(WAMS)同步相量测量单元(PMU)测得的实时在线数据,运用预报误差法的思路,使用改进的Sage-Husa自适应卡尔曼滤波算法辨识负荷模型参数。基于浙江电网220 kV华金变电站PMU数据的算例表明了自适应卡尔曼滤波算法辨识结果具有更高的参数稳定性和良好的拟合度。 展开更多
关键词 广域测量系统 自适应卡尔曼滤波 负荷模型参数 在线辨识 预报误差法
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基于PMU实测小干扰数据的负荷闭环辨识方法 被引量：5
9
作者 方若水 李尚远 +1 位作者 李振垚 甘德强 《能源工程》 2020年第3期8-16,共9页
负荷建模是电力系统建模的重要部分,但是负荷模型的复杂性、非线性以及随机性增加了负荷建模的难度。提出了一种基于PMU实测小干扰数据进行负荷模型闭环辨识的方法。首先,建立了传递函数表达式下的负荷模型,并构建了应用于负荷模型辨识... 负荷建模是电力系统建模的重要部分,但是负荷模型的复杂性、非线性以及随机性增加了负荷建模的难度。提出了一种基于PMU实测小干扰数据进行负荷模型闭环辨识的方法。首先,建立了传递函数表达式下的负荷模型,并构建了应用于负荷模型辨识的闭环系统。而后提出基于预报误差法辨识负荷BJ模型的方法,通过数据预处理、模型阶次选择以及模型转换详细介绍该方法。最后,通过浙江电网220 kV华金变电站、太真变电站和清漾变电站的PMU实测数据的算例,验证了该方法在只有随机小干扰的情况下仍可以较为精确地辨识出负荷模型。 展开更多
关键词 负荷辨识 闭环辨识 BJ模型 预报误差法
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