Anomalous Impact and Its Mechanism of Discrete Control Time on Transient Stability

Yusheng XUE; Xueqiong ZHU

doi:10.7500/AEPS20200706009

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Anomalous Impact and Its Mechanism of Discrete Control Time on Transient Stability

Basic Research | 更新时间：2025-06-16

- Anomalous Impact and Its Mechanism of Discrete Control Time on Transient Stability
- Automation of Electric Power Systems Vol. 44, Issue 22, Pages: 112-118(2020)
- 作者机构：
  
  1.南瑞集团有限公司（国网电力科学研究院有限公司），江苏省南京市 211106
  2.智能电网保护和运行控制国家重点实验室，江苏省南京市 211106
- 作者简介：
- 基金信息：
  
  State Grid Corporation of China
- DOI：10.7500/AEPS20200706009
  CLC：
- Received：06 July 2020，
  
  Revised：2020-08-10，
  
  Published Online：10 September 2020，
  
  Published：25 November 2020
- 稿件说明：
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薛禹胜,朱雪琼.离散控制时间对暂态稳定性的反常影响及其机理[J].电力系统自动化,2020,44(22):112-118.

XUE Yusheng,ZHU Xueqiong.Anomalous Impact and Its Mechanism of Discrete Control Time on Transient Stability[J].Automation of Electric Power Systems,2020,44(22):112-118.
薛禹胜,朱雪琼.离散控制时间对暂态稳定性的反常影响及其机理[J].电力系统自动化,2020,44(22):112-118. DOI： 10.7500/AEPS20200706009.

XUE Yusheng,ZHU Xueqiong.Anomalous Impact and Its Mechanism of Discrete Control Time on Transient Stability[J].Automation of Electric Power Systems,2020,44(22):112-118. DOI： 10.7500/AEPS20200706009.

摘要

大规模可再生能源与电力电子装备入网，以及交直流混联，使电力系统的动态特性更为复杂。文中利用扩展等面积准则（EEAC）对暂态稳定性的量化能力，分析诸如故障清除及切机等离散控制的时间对暂态功角稳定裕度的影响机理。暂态功角稳定裕度由主导映象的不平衡功率及功角构成的扩展相平面（

）上的面积来表示，不但具有清晰的几何表示，也具有明确的物理意义。故可将控制时间对暂态功角稳定裕度的影响，分解为控制变量的

轴效应及

轴效应。对于非哈密顿系统，可能出现与以往认知不符的现象，通过若干实例，验证了上述分析。

Abstract

Since large-scale renewable energy and power electronic equipment accessing grids

as well as AC and DC hybrid connection

the dynamic characteristics of power systems become more complicated. Based on the quantitative ability of transient stability using extended equal area criterion (EEAC)

the mechanism of the influence of discrete control time such as fault clearing time and generator-tripping time on the transient angle stability margin is analyzed in this paper. Transient angle stability margin is represented by the area on the extended phase plane (

)

which is composed of the unbalanced power and power angle of the dominant image. It not only shows clear geometric relationship

but also has clear physical meaning. Therefore

the impact of the control time on transient angle stability margin can be decomposed into

-axis and

-axis effects of the control variable. For non-Hamiltonian system

some phenomena inconsistent with the previous cognitions may exist. The above analysis is verified by several practical examples.

关键词

Keywords

references

任先成，李威，薛禹胜，等 . 互联电网失稳模式演化现象及其影响因素分析［J］. 电力系统自化， 2013 ， 37 （ 21 ）： 9 - 16 .

REN Xiancheng ， LI Wei ， XUE Yusheng ， et al . Unstable modes evolution and its influencing factors analysis in interconnected power grids ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2013 ， 37 （ 21 ）： 9 - 16 .

薛禹胜 . 时空协调的大停电防御框架：（一）从孤立防线到综合防御［J］. 电力系统自动化， 2006 ， 30 （ 1 ）： 8 - 16 .

XUE Yusheng . Space-time cooperative framework for defending blackouts： Part Ⅰ from isolated defense lines to coordinated defending ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2006 ， 30 （ 1 ）： 8 - 16 .

薛禹胜 . 时空协调的大停电防御框架：（二）广域信息、在线量化分析和自适应优化控制［J］. 电力系统自动化， 2006 ， 30 （ 2 ）： 1 - 10 .

XUE Yusheng . Space-time cooperative framework for defending blackouts： Part Ⅱ reliable information， quantitative analyses and adaptive controls ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2006 ， 30 （ 2 ）： 1 - 10 .

薛禹胜 . 时空协调的大停电防御框架：（三）各道防线内部的优化和不同防线之间的协调［J］. 电力系统自动化， 2006 ， 30 （ 3 ）： 1 - 10 .

XUE Yusheng . Space-time cooperative framework for defending blackouts： Part Ⅲ optimization and coordination of defense-lines ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2006 ， 30 （ 3 ）： 1 - 10 .

ZHU X Q ， XUE Y S ， SONG X F ， et al . The differences and correlations between UEP and DSP in transient stability assessment ［C］// 10th International Conference on Advances in Power System Control ， Operational and Management， November 8 - 12 ， 2015 ， Hong Kong， China： 1 - 4 .

周泽昕，马世英，汤涌，等 . 电力系统稳定计算中500 kV线路故障清除时间的研究［J］. 中国电力， 2002 ， 35 （ 2 ）： 44 - 48 .

ZHOU Zexin ， MA Shiying ， TANG Yong ， et al . Study on fault clearing time of 500 kV transmission line used in power system stability calculation ［J］. Electric Power ， 2002 ， 35 （ 2 ）： 44 - 48 .

郑惠萍，刘新元，薛敏 . 神雁双回线 <math id="M21"><mi>N</mi><mo>-</mo><mn mathvariant="normal">2</mn></math> http://html.publish.founderss.cn/rc-pub/api/common/picture?pictureId=4879194&type= http://html.publish.founderss.cn/rc-pub/api/common/picture?pictureId=4879191&type= 7.53533316 2.20133328 故障安全稳定控制量敏感因素分析［J］. 山西电力， 2015 ， 3 ： 1 - 4 .

ZHENG Huiping ， LIU Xinyuan ， XUE Min . Analysis of sensitive factors affecting the security and stability controlling margin of Shenyan double circuit <math id="M22"><mi>N</mi><mo>-</mo><mn mathvariant="normal">2</mn></math> http://html.publish.founderss.cn/rc-pub/api/common/picture?pictureId=4879197&type= http://html.publish.founderss.cn/rc-pub/api/common/picture?pictureId=4879196&type= 7.53533316 2.20133328 fault ［J］. Shanxi Electric Power ， 2015 ， 3 ： 1 - 4 .

薛禹胜 . 失稳模式变化的机理——五论暂态能量函数直接法［J］. 电力系统自动化， 1994 ， 18 （ 10 ）： 11 - 24 .

XUE Yusheng . The mechanisms of instability modes ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 1994 ， 18 （ 10 ）： 11 - 24 .

顾晓荣，薛禹胜 . 再同步中的混沌现象［J］. 电力系统自动化， 1999 ， 23 （ 13 ）： 18 - 21 .

GU Xiaorong ， XUE Yusheng . Chaos in resynchronization of power systems ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 1999 ， 23 （ 13 ）： 18 - 21 .

薛禹胜 . 运动稳定性量化理论——非自治非线性多刚体系统的稳定性分析［M］. 南京：江苏科学技术出版社， 1999 .

XUE Yusheng . Quantitative study of general motion stability and an example on power system stability ［M］. Nanjing ： Jiangsu Science and Technology Publishing House ， 1999 .

CHANG H C ， CHEN H C . Fast determination of generation-shedding in transient emergency state ［J］. IEEE Transactions on Energy Conversion ， 1993 ， 8 （ 2 ）： 178 - 183 .

姚国强，江涵，江全元 . 最优切负荷控制问题的并行模式搜索算法［J］. 电力系统自动化， 2012 ， 36 （ 4 ）： 11 - 15 .

YAO Guoqiang ， JIANG Han ， JIANG Quanyuan . Parallel pattern search algorithm for optimal load-shedding control problem ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2012 ， 36 （ 4 ）： 11 - 15 .

柯宁，苏建设，陈陈，等 . 用可控串补提高暂态稳定性的仿真研究［J］. 华东电力， 2004 ， 32 （ 5 ）： 17 - 20 .

KE Ning ， SU Jianshe ， CHEN Chen ， et al . Simulation study of TCSC based on energy function for transient stability enhancement ［J］. East China Electric Power ， 2004 ， 32 （ 5 ）： 17 - 20 .

张保会，王怀远，杨松浩 . 电力系统暂态稳定性闭环控制：（六）控制地点的选择［J］. 电力自动化设备， 2015 ， 35 （ 1 ）： 1 - 5 .

ZHANG Baohui ， WANG Huaiyuan ， YANG Songhao . Closed-loop control of power system transient stability： Part Ⅵ control location selection ［J］. Electric Power Automation Equipment ， 2015 ， 35 （ 1 ）： 1 - 5 .

张保会，王怀远，杨松浩，等 . 电力系统暂态稳定性闭环控制：（五）控制量的实时计算［J］. 电力自动化设备， 2014 ， 34 （ 12 ）： 1 - 5 .

ZHANG Baohui ， WANG Huaiyuan ， YANG Songhao ， et al . Closed-loop control of power system transient stability： Part Ⅴ calculation of control quantity ［J］. Electric Power Automation Equipment ， 2014 ， 34 （ 12 ）： 1 - 5 .

吴为，汤涌，孙华东 . 基于系统加速能量的切机控制措施量化研究［J］. 中国电机工程学报， 2014 ， 34 （ 34 ）： 6134 - 6140 .

WU Wei ， TANG Yong ， SUN Huadong . Quantitative research of generation capacity tripped based on acceleration energy of power system ［J］. Proceedings of the CSEE ， 2014 ， 34 （ 34 ）： 6134 - 6140 .

韦肖燕，李欣然，钱军，等 . 采用储能电源辅助的暂态稳定紧急控制方法［J］. 电工技术学报， 2017 ， 32 （ 18 ）： 286 - 300 .

WEI Xiaoyan ， LI Xinran ， QIAN Jun ， et al . Power system transient stability emergency control method assisted by energy storage ［J］. Transactions of China Electrotechnical Society ， 2017 ， 32 （ 18 ）： 286 - 300 .

倪向萍，张雪敏，梅生伟 . 基于复杂网络理论的切机控制策略［J］. 电网技术， 2010 ， 34 （ 9 ）： 35 - 41 .

NI Xiangping ， ZHANG Xuemin ， MEI Shengwei . Generator tripping strategy based on complex network theory ［J］. Power System Technology ， 2010 ， 34 （ 9 ）： 35 - 41 .

张保会，王怀远，杨松浩 . 电力系统暂态稳定性闭环控制：（四）切机控制效果的要素分析［J］. 电力自动化设备， 2014 ， 34 （ 11 ）： 1 - 6 .

ZHANG Baohui ， WANG Huaiyuan ， YANG Songhao . Closed-loop control of power system transient stability： Part Ⅳ analysis of elements influencing control effect of generator shedding ［J］. Electric Power Automation Equipment ， 2014 ， 34 （ 11 ）： 1 - 6 .

贾俊川，张健，仲悟之，等 . 应对多回并列直流换相失败的送端系统安全稳定控制措施研究［J］. 中国电机工程学报， 2017 ， 37 （ 21 ）： 6320 - 6327 .

JIA Junchuan ， ZHANG Jian ， ZHONG Wuzhi ， et al . Research on the security and stability control measures of the sending side system coping with multiple parallel-operation HVDCs simultaneous commutation failure ［J］. Proceedings of the CSEE ， 2017 ， 37 （ 21 ）： 6320 - 6327 .

寇凌岳，艾欣 . 惯性时间常数对互联系统暂态稳定性影响的仿真研究［J］. 电力系统保护与控制， 2009 ， 37 （ 15 ）： 42 - 47 .

KOU Lingyue ， AI Xin . Simulation study of system inertia on power system transient stability ［J］. Power System Protection and Control ， 2009 ， 37 （ 15 ）： 42 - 47 .

郑超，苗田，马世英 . 基于关键支路受扰轨迹凹凸性的暂态稳定判别及紧急控制［J］. 中国电机工程学报， 2016 ， 36 （ 10 ）： 2600 - 2610 .

ZHENG Chao ， MIAO Tian ， MA Shiying . Transient stability identification and emergency control based on the convex characteristic of the key branch’s disturbed trajectory ［J］. Proceedings of the CSEE ， 2016 ， 36 （ 10 ）： 2600 - 2610 .

崔晓丹，李兆伟，方勇杰，等 . 群内非同调对主导模式暂态稳定性的影响分析［J］. 电力系统保护与控制， 2016 ， 44 （ 21 ）： 61 - 70 .

CUI Xiaodan ， LI Zhaowei ， FANG Yongjie ， et al . Influence analysis of interior non-coherence of leading generator cluster to the transient stability of dominant mode ［J］. Power System Protection and Control ， 2016 ， 44 （ 21 ）： 61 - 70 .

朱雪琼，薛禹胜，黄天罡 . 主导互补群的群内非同调性影响稳定裕度的途径［J］. 电力系统自动化， 2019 ， 43 （ 16 ）： 94 - 100 .

ZHU Xueqiong ， XUE Yusheng ， HUANG Tiangang . Approach of non-coherent within the dominant complementary-cluster affecting stability margin ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2019 ， 43 （ 16 ）： 94 - 100 .

朱雪琼，薛禹胜，黄天罡 . 机组惯量对暂态功角稳定性影响的复杂性［J］. 电力系统自动化， 2019 ， 43 （ 17 ）： 72 - 77 .

ZHU Xueqiong ， XUE Yusheng ， HUANG Tiangang . Complexity of influence of generator inertia on transient angle stability ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2019 ， 43 （ 17 ）： 72 - 77 .

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