电力系统低频振荡的可视化监测及调度运行控制方法

摘要

随着社会的发展，电力系统的规模不断扩大，正逐步形成大区互联电力系统。与此同时，低频振荡事故频频发生，严重威胁电网的供电可靠性。本文对电网低频振荡的实时监测、扰动源定位及控制方法三个方面进行研究，内容如下。
　　电网低频振荡的实时监测是有效控制低频振荡现象的前提。本文提出将不完全S变换应用于低频振荡的可视化实时监测问题中，利用不完全S变换处理PMU实时数据，将隐含低频振荡信息的PMU数据波形图转换为直接显示各振荡模式下起振时刻、频率及振幅的二维时频图供调度人员参考，以实现低频振荡的可视化实时监测。此外，为了提高计算效率，本文提出采用GPU实现图形显示和不完全S变换中FFT及其逆变换的并行算法运算。实际工程应用案例结果表明，该方案能够有效识别并显示低频振荡实时特征信息，帮助调度人员进行低频振荡的实时监测。
　　快速锁定扰动源是平息低频振荡的关键。为此本文提出一种基于振荡分群辨识的低频振荡扰动源定位方法。该方法首先通过对系统各发电机的PMU实测有功功率数据进行检测，辨别发生振荡的机组；然后根据各机组间角速度的相关系数将振荡机组分为两群，一个为主动群，该群中的机组是引起振荡的主要原因并产生振荡能量，另一个为被动群，该群机组被带动振荡并消耗振荡能量维持系统总能量守恒；最后根据分群结果判断振荡源机组位置。
　　结合实时监测和扰动源定位方法，本文最后总结出一套低频振荡调度运行控制方法，对低频振荡从发生到平息整个过程中的监测、辨识、定位及控制方法进行了整体设计。工程实际数据仿真结果表明，该方案能够有效识别并显示低频振荡实时特征信息，并锁定振荡源、帮助调度人员采取有效措施快速平息低频振荡。

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引言

1 绪论

1.1 研究背景及意义

1.2 国内外研究现状

1.3 本文研究内容

2 基于不完全S变换的低频振荡可视化实时监测方法

2.1 不完全S变换的基本原理及计算步骤

2.2 基于GPU的不完全S变换算法的实现

2.3 低频振荡的可视化实时监测方法流程

3 基于低频振荡机组分群的振荡源机组锁定方法

3.1 振荡源机组锁定方法的原理

3.2 基于低频振荡机组分群的振荡源机组锁定流程

4 电力系统低频振荡调度运行控制方法

4.1 基于动态稳定性分析的控制方法

4.2 OPC的低频振荡控制原理

4.3 低频振荡调度运行控制流程

5 工程应用案例结果及分析

5.1 基于不完全S变换的可视化实时监测方法的应用案例分析

5.2 低频振荡调度运行控制方法的仿真案例分析

6 总结

参考文献

后记

附录：攻读硕士学位期间发表的部分学术论著