时滞对电力系统稳定性的影响

以全球定位技术(GPS)和光纤通讯技术为基础的广域量测系统(WAMS, Wide Area Measurement System),为电力系统的全局稳定分析、运行优化和协调控制带来了新的契机。但WAMS数据存在明显延时,对系统控制策略的制定和协调控制器的控制效果会产生不良影响,因此深入研究时滞环节对电力系统稳定性的影响,对保证广域环境下的系统稳定运行和协调控制器的优化具有积极的促进作用。本文主要工作如下: 首先,深入探讨了时滞环节对电力系统小扰动稳定性和小扰动稳定域的影响:在电力系统各类稳定性问题中,与电网日常运行紧密相关的小扰动稳定性的研究是最为基本的。本文推导了适用于由微分-代数方程(DAE)所描述的动力系统在考虑时滞环节时的小扰动稳定分析方法;进一步给出一种基于双层优化过程的算法,用于含时滞环节电力系统小扰动稳定域边界的追踪;最后,利用该算法和一个简单电力系统分析讨论了时滞环节对小扰动稳定域边界的影响。研究发现,时滞环节对电力系统小扰动稳定域的影响机理十分复杂,在一些情况下使稳定域范围减小,而在某些情况下却使得稳定域范围扩大,因此在进行广域控制方案制定时,需要同时考虑时滞环节对系统稳定正反两方面的影响。 其次,利用电力系统综合稳定程序(PSASP)和EPRI 36(China)节点系统,从如下两方面仿真研究了时滞环节对电力系统暂态稳定性的影响:1)研究了控制回路信号时滞对PSS协调控制器控制效果的影响,研究发现信号时滞加大会导致PSS协调控制效果趋于恶化,因此在PSS协调控制器设计时,需科学考虑时滞的影响;2)探讨了EMS/SCADA系统稳态数据不同步(可视为一种广义数据时滞)对在线暂态稳定性分析的影响。研究发现,稳态量测数据不同步,会造成暂态稳定分析结果的误判,从而对在线安全监控系统产生不利影响。而稳态数据不同步的不利影响,在系统重载情况下尤为突出。受技术手段的限制,EMS/SCADA系统数据的不同步性难于在短期内消除,因此在构建在线安全监控系统时需要加以科学考虑。 构建电力系统科学的在线安全监控系统和设计基于广域信息的协调控制器,均需科学考虑电网数据延时的影响,本文在这方面进行了初步的研究,希望对后续的工作能有所帮助。