学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

区域电网低频振荡特性分析与抑制方法的研究

作　者: 杨慧敏
导　师: 程时杰；文劲宇
学　校: 华中科技大学
专　业: 电力系统及其自动化
关键词: 区域电网低频振荡联络线振荡平衡点特征根分析法轨迹特征根分析法区域相关模式分析法模式综合分析法 PSS 概率分析点估计
分类号: TM712
类　型: 博士论文
年　份: 2009年
下　载: 510次
引　用: 4次
阅　读: 论文下载

内容摘要

在电力系统规模不断扩大、电网运行越来越接近稳定极限的情况下,互联电网出现低频振荡的风险大大增加。对大区互联电网来说,低频振荡危害的严重性甚至超过了暂态稳定性,成为影响系统安全稳定运行的首要因素。由于电力系统自身的非线性、高维度、多变量、强约束、强耦合和时变性等特点,使得低频振荡的分析和控制中有许多难题还没有得到很好的解决。本文从电力系统的实际需求出发,针对区域电网低频振荡的分析方法和抑制措施进行了研究。论文首先回顾了电力系统低频振荡的研究现状,低频振荡事故的频繁发生表明目前仅对电力系统典型方式进行离线分析计算已经不能满足现代电力系统安全稳定运行的要求,迫切需要进行在线分析研究。低频振荡在线分析存在实时建模和计算量巨大的困难,本文针对区域电网的特点,研究了低频振荡在线分析建模方法,力求在保留外网对区域电网影响的前提下,将外网进行等值简化并对模型参数进行在线辨识。全文由以下几个部分组成：第一部分介绍了平衡点特征根分析和轨迹特征根分析,研究了联络线振荡模式与区域电网平衡点特征根之间的关系,为后文的区域相关模式分析法和模式综合分析法奠定基础。由于联络线功率振荡波形中包含丰富的系统振荡模式信息,如果能够明确用轨迹特征根法得到的联络线主导振荡模式与整个电网平衡点特征根之间的定量关系,区域电网就有可能在不需要整个互联电网的实时信息前提下,仅通过分析本区域电网的实时信息以及联络线功率波动信息,在线得到本区域电网关心的低频振荡特性。根据第一部分的研究内容,第二部分提出了区域电网相关模式分析法(Regional mode analysis,RMA),其主要思想在于,在现行的电力管理体制下,区域电网关心的主要是与本区域相关的弱阻尼振荡模式,因此,通过区域调度中心的EMS系统在线获得区域电网的详细拓扑结构和潮流；通过广域信息系统(Wide Area Measurement System,WAMS)获得区域电网与外部电网间各条联络线的实时数据,并对外网模型进行在线等值和辨识,构造一个“区域电网详细建模+联络线实时潮流”的RMA降阶模型,在无需外部电网的详细拓扑结构和潮流的情况下,即可得到与区域电网相关的弱阻尼振荡模式等信息,可用于实际电力系统低频振荡在线监测。第三部分提出了可用于联络线功率振荡特性分析的模式综合分析法。克服了以往轨迹特征分析只能给出联络线主导振荡模式,但是无法得到扰动源的缺陷,模式综合分析法将轨迹特征根分析与平衡点特征根分析结合,既能得到联络线主导振荡模式,也能给出与之强相关的机组,为利用PSS抑制联络线功率振荡提供了安装地点等信息。针对联络线存在多个振荡模式的情况,第三部分还提出了基于宽频带PSS抑制方案,并以相位补偿法为依据,在联络线功率振荡强相关机组上配置宽频带PSS,使其在较宽的频带范围内提供超前相位,从而有效地抑制多个振荡模式。第四部分针对区域电网运行方式改变、模型参数不确定等随机因素,提出了基于两点法的低频振荡概率稳定性分析法(Two-point-estimation based low-frequency-oscillation probability stability analysis method,TLPA),定义了稳定概率指标,给出了指标计算方法。TLPA法能够在已知电网各种不确定性因素的概率分布条件下,通过很少的计算量就能得到由于这些不确定性因素引发系统低频振荡的概率大小。与蒙特卡罗法等传统方法相比,TLPA法能够给出同样精度的结果,同时计算量大大减少,适用于大电网低频振荡概率稳定性分析。上述方法均在经典的四机两区电力系统和某实际互联电网模型上进行了数字仿真测试分析,结果表明这些方法具有良好的实用性,为区域电网的低频振荡在线分析和和控制提供了新的思路和方法。

全文目录

摘要  4-6
ABSTRACT  6-10
1 绪论  10-26
  1.1 研究背景  10-11
  1.2 低频振荡问题研究现状  11-19
  1.3 低频振荡特性在线分析的困难  19-22
  1.4 本论文的研究思路与主要工作  22-26
2 区域电网平衡点特征根与联络线振荡模式间的关系  26-50
  2.1 引言  26-27
  2.2 平衡点特征根分析  27-29
  2.3 轨迹特征根分析  29-33
  2.4 平衡点特征根与联络线振荡模式之间的关系  33-35
  2.5 仿真分析  35-49
  2.6 小结  49-50
3 区域电网低频振荡相关模式分析法  50-67
  3.1 引言  50-51
  3.2 区域相关模式分析法  51-57
  3.3 基于实测数据的外网动态等值  57-58
  3.4 仿真分析  58-66
  3.5 小结  66-67
4 基于模式综合分析法的联络线功率振荡的抑制  67-82
  4.1 引言  67-68
  4.2 有效阻尼比  68-70
  4.3 联络线功率振荡的模式综合分析法  70-72
  4.4 基于模式综合分析法的联络线低频功率振荡抑制  72-75
  4.5 仿真分析  75-80
  4.6 小结  80-82
5 低频振荡的概率稳定性分析  82-92
  5.1 引言  82-83
  5.2 低频振荡的概率稳定性指标  83-85
  5.3 基于TPE的低频振荡的概率稳定性分析方法  85-89
  5.4 仿真分析  89-91
  5.5 结论  91-92
6 全文总结  92-94
  6.1 全文总结  92-93
  6.2 研究展望  93-94
致谢  94-96
参考文献  96-107
附录1 攻读博士学位期间发表和完成的论文  107-108
附录2 攻读博士学位期间参加的相关科研项目及获奖情况  108-109
附录3 四机两区系统参数  109-111
附录4 TLS—ESPRIT程序代码  111-112

区域电网低频振荡特性分析与抑制方法的研究

内容摘要

全文目录

相似论文