学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

电力系统在振荡情况下基于Prony算法的故障识别

作　者: 张亮
导　师: 张新燕
学　校: 新疆大学
专　业: 电工理论及新技术
关键词: 电力系统低频振荡 Prony算法 故障电弧建模 模式辨识 三相短路故障
分类号: TM711
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
下　载: 48次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载
 

内容摘要


伴随着系统规模持续增长使得电网的可靠性减低。电网间的相互连接以及大量非线性元件的应用使得现在的电网系统逐步演变成为一个复杂、规模庞大的非线性系统。但是一般的分析手段需要构建一个较为详细的电网的数学模型。其分析过程需要求解出大量的矩阵特征值。但是，因为实际的电力系统的构成繁杂并且缺少准确的系统数据，这就导致分析系统的矩阵的特征值计算表现出越来越大的局限性。在现实系统分析应用中，通常的特征值计算方法就有可能出现维数灾。为了保证电网的可靠运行并增大输电线的送电能力，需要继保装置可以更加稳定、迅速的切除短路故障。低频振荡是对电网系统进行稳定性研究的一个重要构成要素。地区电力系统的互联、大容量发电机组长距离输送电能形成了系统的弱阻尼或者欠阻尼，使得低频振荡时常发生。当电网间或电网内部的低频振荡在短时间内没能得到有效的控制和辨识，电网就可能由于系统振荡而造成发电机间不同步、保护装置不能有效切除短路故障以及保护误动作造成大面积停电。本文选择IEEE标准测试系统模拟系统低频振荡以及振荡情况下线路发生三相短路故障。首先根据发电机模型的基本理论对电力系统发生低频振荡时的状态方程进行了推导分析。其次对故障时产生的动态电弧进行理论分析，建立了故障电弧的一、二次动态模型，并讨论了如何将其接入IEEE标准测试系统的问题,提高了短路故障仿真的精确度。采用矩阵束算法改进原始Prony算法。通过与原始Prony算法、谐波恢复Prony算法相比表明本文改进后的计算效率和精确度都有明显提高。提出将改进算法与多信号分析方法相结合应用在低频振荡模式辨识中，提出利用归一化的方法解决多信号叠加过程中出现的信号湮灭问题。利用改进算法辨识出了系统振荡过程中不易识别的三相短路故障，为继电保护装置的振荡闭锁算法奠定了一定的理论基础。本文的研究成果有望对将来在线监测和识别电力系统低频振荡模式和分析系统振荡时发生三相短路故障的识别提供理论支持和方法支撑。

全文目录


摘要  3-4
Abstract  4-6
目录  6-8
第一章 绪论  8-12
  1.1 研究的背景与意义  8-9
  1.2 电国内外研究现状  9-10
  1.3 本文的主要工作及创新点  10-12
第二章 电力系统低频振荡分析  12-20
  2.1 单机无穷大系统的低频振荡  12-18
    2.1.1 系统采用二阶发电机模型时的低频振荡  12-15
    2.1.2 系统采用采用三阶发电机模型的低频振荡  15-18
      2.1.2.1 发电机转子绕组的作用  15-17
      2.1.2.2 励磁系统对低频振荡的影响  17-18
  2.2 多机系统低频振荡的数学模型  18-20
    2.2.1 多机系统低频振荡特征根的特点  18-20
  2.3 小结  20
第三章 改进多信号 Prony 算法  20-34
  3.1 引言  20-21
  3.2 电力系统振荡采样数据的预处理  21-26
    3.2.1 奇异值分解理论  21-24
    3.2.2 奇异值分解对采样数据去噪  24-25
    3.2.3 重构去噪后的信号  25
    3.2.4 多信号归一化处理  25-26
  3.3 改进的 Prony 算法  26-31
    3.3.1 原始 Prony 算法  26-29
    3.3.2 利用矩阵束算法改进的 Prony 算法  29-31
  3.4 算例测试  31-33
  3.5 小结  33-34
第四章 接地故障电弧仿真建模  34-41
  4.1 引言  34
  4.2 电弧数学模型推导  34-35
  4.3 一次电弧动态模型  35-36
  4.4 二次电弧动态模型  36-37
  4.5 故障电弧数字仿真  37-40
  4.6 小结  40-41
第五章 多机电力系统低频振荡的 Prony 分析及故障识别  41-51
  5.1 多机电力系统低频振荡的 Prony 分析  41-43
  5.2 电力系统低频振荡情况下对三相短路故障的辨识  43-49
    5.2.1 电力系统振荡期间再故障分析  43-45
    5.2.2 电力系统振荡期间发生三相短路辨识算例  45-49
  5.3 小结  49-51
第六章 总结  51-52
参考文献  52-56
附录 matlab 程序  56-66
攻读硕士学位期间发表的论文  66-67
致谢  67

相似论文

  1. 频率大范围变化下的电能计量,TM933.4
  2. 电力系统低频振荡分析方法探讨,TM712
  3. 电力系统低频振荡在线分析方法研究,TM712
  4. HHT算法及其在电力系统中的应用研究,TM711
  5. 基于广域测量系统及Prony算法的低频振荡分析,TM712
  6. 基于视频处理的交通事件识别方法研究,TP391.41
  7. 基于模糊混沌的板形识别与控制技术的研究,O415.5
  8. 群控电梯交通流预测与调度策略研究,TU857
  9. 考虑非线性因素的电力系统低频振荡研究,TM712
  10. 单站无源定位系统接收机的设计与实现,TN851
  11. 基于WAMS的电力系统低频振荡监测与控制方法研究,TM712
  12. 风力发电机组并网的系统稳定性分析研究,TM712
  13. PSS的自适应算法研究,TM712
  14. 基于扩展Prony算法和双端非同步测量的输电线路故障定位研究,TM711
  15. 基于SSI理论的电力系统参数辨识与检测研究,TM711
  16. 小电流接地系统选线装置的实用化研究,TM862
  17. 基于ADuC7060的无放大器心电采集与心电信号处理研究,TN911.7
  18. 基于小波变换与现代谱估计的谐波检测方法研究,TM935
  19. 基于PRONY算法的铁磁谐振和单相接地故障判别的研究,TM864
  20. 基于自由振荡频率的高压输电线路保护原理研究,TM773

中图分类: > 工业技术 > 电工技术 > 输配电工程、电力网及电力系统 > 理论与分析 > 网络分析、电力系统分析
© 2012 www.xueweilunwen.com