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电力系统动态仿真可信度研究

作　者: 张进
导　师: 贺仁睦
学　校: 华北电力大学（北京）
专　业: 电力系统及其自动化
关键词: 电力系统动态仿真仿真有效性仿真误差溯源大扰动试验
分类号: TM743
类　型: 博士论文
年　份: 2005年
下　载: 933次
引　用: 29次
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内容摘要

电力系统动态仿真是人们认识电力系统的基础性工具,也是指导电力系统规划、设计和运行的根本依据,具有极高的权威性。电力系统动态仿真的准确度直接影响到系统安全稳定策略的效果。1996年美国西部大停电事故后仿真发现,使用现有的仿真数据库不能重现实际系统失稳,随后研究表明仿真的准确性存在很多问题。我国在全国联网工程的仿真计算中也发现不少难以理解的现象。这引起了人们对电力系统动念仿真有效性的极大忧虑。如何正确认识电力系统动念仿真的有效性,进而提高其有效性,确保仿真能够正确地反映电力系统的动态特性成为目前迫切需要解决的问题。论文深入分析了电力系统动态仿真与其他系统仿真理论的异同,首次提出电力系统动态仿真的应用目的——先验仿真无法验证,只能评估其可信度。而先验仿真的可信度靠后验仿真的准确度保证,模型、参数有效性则是二者之间的桥梁。论文通过分析电力系统动态仿真的特点,电力系统动态仿真评估必须综合考虑元件模型、参数准确度度评估和全网动念仿真输出准确度评估。针对电力系统变量数量多、层次复杂的特点,按照分层原则首次提出主客观相结合的基于模糊层次分析法的电力系统动态仿真评估框架,并使用IEEE9节点系统验证了该方法的有效性。论文详细分析了电力系统动态变量的特点,提出以prony算法作为电力系统动态变量特征提取工具,按照分时原则将信号分时,并针对各个时段的特点提出第一摆误差、频率相似度、阻尼相似度、误差能量比等仿真误差计算指标。针对电力系统模型维数高、参数多,各部分耦合紧密的特点,按照分块原则首次提出基于PMU实测数据的分块仿真误差溯源算法。给出网络分割和PMU安装选点的原则,将实测数掘引入仿真来实现仿真解耦。电力系统精确等值,将仿真模型、参数误差源范围缩小到一个较小区域。论文使用基于灵敏度分析的参数辨识方法进一步寻找仿真模犁参数误差源。提出针对仿真误差计算指标的摄动灵敏度计算方法,该方法具有灵活,准确的特点。并以负荷模型为例,验证了该方法减少待辨识的参数,简化参数辨识的效果。介绍了国内某大区电网大扰动试验。给出该次大扰动试验中实测负荷建模的方法;对比、分析了实测数掘与仿真输出的差别,给出模:型、参数调整的方法,使仿真与实际系统扰动的第一摆基本符合,并讨论了其中的机理;讨论了后续摇摆的拟合。讨论了分时、分块、分层仿真验证原则在实际电网仿真验证中的应用。

全文目录

中文摘要  4-5
Abstract  5-9
第一章绪论  9-20
  1．1 电力系统动态仿真可信度研究概述  9-16
    1．1．1 引言  9-10
    1．1．2 系统仿真可信度  10-12
    1．1．3 电力系统动态仿真可信度研究特点分析  12-16
  1．2 国内外研究现状  16-19
    1．2．1 电力工程界的进展  16-18
    1．2．2 电力系统动态仿真可信度国内外研究现状  18-19
  1．3 本文的主要内容  19-20
第二章仿真可信度评估理论  20-38
  2．1 仿真可信度评估概述  20-23
    2．1．1 系统仿真可信度评估的概念  20-21
    2．1．2 仿真可信度评估研究进展  21-23
  2．2 电力系统动态仿真可信度评估的特点分析  23-25
  2．3 电力系统动态仿真可信度评估框架研究  25-35
    2．3．1 元件模型、参数准确度评估分析  25-29
    2．3．2 全网动态仿真准确度分析  29-31
    2．3．3 基干模糊层次分析法的仿真评估方法  31-35
  2．4 应用实例  35-37
  2．5 小结  37-38
第三章电力系统动态仿真误差计算方法  38-53
  3．1 动态仿真误差研究概述  38-41
  3．2 电力系统动态仿真误差计算方法讨论  41-46
    3．2．1 电力系统动态变量的基本特征分析  42-43
    3．2．2 仿真误差指标计算方法选择  43-46
  3．3 动态响应变量误差指标  46-50
    3．3．1 第一摆振幅误差  46-47
    3．3．2 基于 Prony的误差指标  47-49
    3．3．3 误差能量比  49-50
  3．4 仿真误差评估实例  50-52
  3．5 小结  52-53
第四章基于PMU实测数据的分块仿真误差溯源  53-71
  4．1 引言  53
  4．2 基于 PMU实测数据的分块仿真误差源回溯  53-63
    4．2．1 电力系统模型与仿真算法  53-57
    4．2．2 网络分块算法  57-59
    4．2．3 分块仿真算法  59-60
    4．2．4 算例  60-63
  4．3 基于参数辨识的参数误差搜索  63-70
    4．3．1 参数灵敏度分析  64-65
    4．3．2 基于摄动法的负荷模型参数灵敏度分析  65-70
  4．4 小结  70-71
第五章某大区电网大扰动试验  71-88
  5．1 某大区电网大扰动试验  71-76
    5．1．1 试验意义  71-72
    5．1．2 试验概况  72-73
    5．1．3 实测负荷建模  73-76
  5．2 试验仿真重现分析  76-87
    5．2．1 模型、参数分析  77-81
    5．2．2 后续摇摆讨论  81-83
    5．2．3 负荷模型对第一摆影响机理分析  83-86
    5．2．4 修改仿真模型、参数原则的讨论  86-87
  5．3 小结  87-88
第六章结论  88-90
参考文献  90-98
附录  98-99
致谢  99-100
攻读博士学位期间参加的科研工作  100-101
攻读博士学位期间发表的论文  101

电力系统动态仿真可信度研究

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