基于轨迹灵敏度分析的电网临界切除时间的研究

摘要

临界切除时间是电力系统稳定问题分析中最重要的稳定指标之一。但现有计算方法中存在着计算速度慢，计算结果可信度值得斟酌等问题，不能满足电力系统运行、动态安全控制和维持系统暂态稳定的需要。因此，寻找更为有效的临界切除时间计算方法和发电机出力预防控制方法是必须的，对提高电力系统稳定性有极大的作用，也为日后在线控制的实现提供了可能性。本文正是着眼于上述问题，进行了大量的研究工作，提出了一种快速的能满足精度要求的临界切除时间的计算方法，并将该方法应用于发电机出力的预防控制之中。论文的主要内容如下： (1)详细分析了现有灵敏度分析方法的不足之处，得出轨迹灵敏度分析方法适合于电力系统暂态稳定分析和动态安全控制。轨迹灵敏度分析能弥补现有灵敏度分析方法的不足之处，可以方便地考虑系统轨迹出现离散点的情形，具有较高的精度，因而十分适于电力系统暂态稳定问题的研究。 (2)在分析了电力系统暂态稳定分析方法的时域法仿真法和直接法的优缺点之后，指出暂稳分析方法的发展在于二者的结合，提出了基于轨迹灵敏度的时域法和直接法相结合的暂稳分析方法，并将该法应用于临界切除时间的计算。本文提出的基于轨迹灵敏度的CCT计算方法速度快，精度高，有在线应用的前景。 (3)针对目前事故筛选是通常将事故简单地分为稳定或不稳定，只有不稳定的事故才需要进一步详细地分析并采取相应的预防控制措施。考虑到这种分类方式的局限性，且为了便于进行暂态稳定控制，本文在事故筛选时将事故分为三类：安全、不安全、介乎二者之间，并将临界切除时间作为稳定指标来进行分类。 (4)提出了一种利用临界切除时间来实施发电机出力预防控制的方法。与以往的计算方法相比，该法简单实用，计算速度快，能满足在线预防控制的需要。 (5)为了完成以上工作，编制了暂态稳定时域仿真法程序。

目录

文摘

英文文摘

1绪论

1.1课题的研究背景及意义

1.2国内外相关研究现状及评述

1.2.1暂态稳定分析方法发展历程与评述

1.2.2基于暂态能量函数法的灵敏度分析与预防控制方法评述

1.2.3临界参数计算方法评述

1.2.4临界切除时间计算方法评述

1.3本文的主要研究工作

2暂态稳定时域仿真程序的实现

2.1电力系统暂态稳定分析概述

2.2时域仿真法的电力系统元件模型

2.2.1同步发电机的数学模型

2.2.2励磁调节系统暂态过程方程

2.2.3原动机调节系统暂态过程方程

2.2.4负荷的数学模型

2.2.5网络方程

2.3电力系统暂态稳定数值仿真

2.3.1时域仿真算法简述

2.3.2程序的编制

2.4本章小结

附图

3轨迹灵敏度分析

3.1引言

3.2轨迹灵敏度分析系统模型的描述

3.3轨迹灵敏度分析

3.3.1轨迹灵敏度分析的一般原理

3.3.2连续点的轨迹灵敏度的计算

3.3.3跃变时刻的轨迹灵敏度的计算

3.4本章小结

4基于轨迹灵敏度方法的临界切除时间的计算

4.1现有的临界切除时间方法概述

4.2基于轨迹灵敏度分析的临界切除时间计算方法

4.2.1概述

4.2.2系统灵敏度模型

4.2.3用轨迹灵敏度分析来求解CCT

4.3仿真算例

4.4本章小节

5基于临界切除时间的暂态稳定预防控制

5.1暂态稳定预防控制概述

5.1.1电力系统安全稳定控制

5.1.2在线安全稳定控制

5.1.3暂态稳定预防控制方法概述

5.2基于CCT的发电机出力的暂态稳定预防控制

5.2.1引言

5.2.2临界切除时间与最临界机输出功率的关系

5.2.3事故筛选

5.2.4基于CCT的发电机出力暂稳预防控制方法的实现

5.3仿真算例

5.4本章小结

6结论与展望

6.1主要结论

6.2研究展望

致谢

参考文献

附录作者在攻读硕士学位期间发表的论文目录