基于电网脆弱性和经济性的PMU最优配置研究

摘要

随着现代电力系统的不断发展,电力系统的运行方式及电力系统自身的结构日渐复杂,因此现代化调度系统需要通过在电网安装PMU来准确全面地掌握电网运行的实际状况,以防出现故障,导致严重后果。但是全网配置PMU不现实也不经济。传统的PMU配置可以满足正常情况下电网的可观测性要求,但是没有考虑电网拓扑结构发生变化时可能造成的不可观测后果;考虑N-1情况的PMU配置可以满足电网N-1故障时的完全可观性,但PMU配置数目多,经济性差。如何解决上述问题成了PMU配置研究的新方向。因此,本文从电网脆弱性和经济性角度出发,提出了一种兼顾N-1故障和经济性的PMU最优配置新方案。
　　 首先进行基于广义特勒根定理的网络脆弱区域辨识。先进行灵敏度计算,然后从母线和支路脆弱度两个角度定义脆弱度综合指标,以IEEE14和IEEE30标准节点系统作为估计对象,得到母线与支路的脆弱度排序,为后续PMU配置提供了分析基础。
　　 然后以IEEE39标准节点系统为配置对象,进行算法对比,结果表明,考虑剔除零注入节点的基于回归方式的生成树算法相对于其他图论算法具有PMU配置数目少、方案数多的特点;运用该算法进行电网正常情况下的配置和N-1故障情况下的配置,配置结果表明,配置PMU时,既考虑N-1故障情况下的可观性又考虑配置的经济性十分有意义。
　　 最后综合考虑脆弱度排序、正常情况下及N-1情况下PMU配置结果、经济指标、鲁棒性分析,给出了PMU配置新方案,运用改进的快速分解状态估计程序对配置结果进行检验。以IEEE14和IEEE30标准节点系统作为算例,验证了PMU最优配置新方案的合理性和可行性。