基于局部测量的电力系统暂态稳定性分析方法

摘要

随着我国国民经济快速发展，电力需求迅速增加，电网也逐步实现跨区互联，而这种情况下电力供应相对紧张加之电力市场与环境保护等方面的约束，电力系统经常接近其稳定极限运行，如果系统受到大扰动如短路故障、失机、失负荷等等，就会引发暂态稳定问题的发生。暂态稳定问题与电网结构、系统运行状态以及故障类型等方面有着密切的联系，而且随着系统规模增加、电网互联中结构的复杂、大功率电力电子元件的引入，电力系统暂态稳定性研究更为复杂。 由以前的文献我们可以知道，当发电机采用经典模型、忽略系统中的损耗，暂态能量沿故障后的轨迹是守恒的。在故障切除之后，大量的暂态能量将注入到系统中，发电机转子的暂态动能将转化为暂态势能分布于网络中；如果这些势能能够被网络所吸收系统将保持稳定，反之系统将失稳。 本文研究了暂态稳定分析的支路势能法，由经典模型到结构保持模型、由全局能量函数到局部能量函数的改进使得该方法精确性和实用性逐步增强。比较暂态稳定性的其他方法以发电机作为研究对象，支路势能法是以系统的局部作为研究对象，通过对故障后轨迹的分析便可以得出系统在大扰动下是否暂态稳定。该方法不需要对系统模型作任何的假设，即可以适应发电机、网络元件的任意模型；仅需要测量电网中的局部变量，且测量简单、计算简便；不仅能够做出是否稳定的判断，还能够给出稳定指标，能够找出系统潜在的薄弱环节。准确的识别电力系统中的薄弱环节和临界割集在暂态稳定评估中是非常重要的，本文中采用支路势能法对临界割集进行识别，根据暂态稳定性指标的排序可以找到系统的薄弱线路及临界割集。随着广域测量技术的发展(WAMS)，该方法具备了在线应用的前景。 本文对支路势能法在多个系统上进行了仿真研究，验证了该方法在暂态稳定性分析以及临界割集识别中的有效性，并对该方法提出了进一步的改进，加入了支路稳定指标准入计算的阀值，减少了计算量和计算时间。 另外，本文探讨了支路势能法在暂态稳定控制中的应用，如最优重合闸时间的选择、制动电阻的投切策略及发电机出力的再分配等，初步构建了以支路势能法作为分析工具的动态安全检测的大体框架。

目录

文摘

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第1章绪论

第2章基于故障轨迹的支路势能函数及分析方法

第3章支路势能法在暂态稳定分析中的应用

第4章支路势能法在割集识别中的应用

第5章支路势能法在暂态稳定控制中的应用

结论

攻读硕士学位期间所作论文

参考文献

附录1：漫水法

致谢