基于广域信息的同调机群识别及电网失步解列新方案

摘要

大区域互联电网规模的扩大对系统的动态安全稳定问题的影响日趋严重，系统出现故障而引起的失步及连锁跳闸会对整个电网造成不可估量的损失。为提高和健全电力系统安全稳定性，完善“三道防线”的建设迫在眉睫。解列是保证系统安全运行的重要措施，作为保障电网安全稳定运行的最后一道防线，可以有效地防止事故的进一步扩大。而同调分群作为解列控制的重要前提，作用体现在简化动态行为，令系统迅速恢复同步。
　　近年来通信技术的不断革新以及相量测量单元（Phasor Measurement Unit， PMU）的实际应用，为同调分群和解列等本已较成熟的课题的研究注入了新的生机和活力，在大区域电网互联的复杂背景下涌现出了大量的实践突破和大胆创新。基于广域测量系统（Wide Area Information System，WAMS），本文重点对以下两方面进行深入的探究：①提出了一种快速、有效的同调分群新方法，实现在线进行发电机分群的同时，克服了计算量大、实现时间长等缺点；②提出了一种新的解列方案，不受系统运行方式变化和结构改变的影响。
　　将离散Fréchet距离应用于发动机组的在线分群，源数据为WAMS中实测的发电机功角。将采样功角值三角函数拟合面积差预分群后，再利用离散 F réc het距离达到在线分群的最终结果。与现有分群方法相比，该方法不受模型参数影响，适用于不同故障场景，尤其适用于复杂大系统，能够实时对系统进行动态分群。
　　分析了系统失步时两侧电势幅值不等及系统运行方式变化对振荡中心和失步中心的影响。构造了一种能够反映振荡中心随功角摆开漂移的振荡中心位置函数，在此基础上提出了一种新的解列方案。该方案利用振荡中心位置函数的变化率辅助u cos?启动解列装置，克服了实际系统中电势幅值不相等情况下基于u cos?判据存在的缺陷。再综合振荡中心的漂移特点、失步中心的位置和解列后孤岛不平衡度来搜索解列断面。该方案能够捕捉振荡中心的变化轨迹和失步中心的位置。在选择和速动性得到保证的同时提高了解列装置的可靠性。

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第一章 绪论

1.1课题的研究意义

1.2 同调识别基本概念

1.3 同调分群的研究现状

1.4 解列的研究现状

1.5 本课题完成的主要工作

第二章 同调分群基础理论

2.1 广域测量系统

2.2 三角函数拟合

2.3 Fréchet距离

2.4 动态等值

2.5 三取二分群法

2.6 本章小结

第三章 基于广域信息的同调分群新方法

3.1 同调分群实现方案

3.2 同调分群仿真算例

3.3 本章小结

第四章 关于典型的解列判据ucosφ的研究

4.1 理想状态下的双机振荡

4.2 基于ucosφ 的失步解列判据

4.3 ucosφ判据存在的问题

4.4 本章小结

第五章 考虑振荡中心漂移的解列新方案

5.1 振荡中心变化特征

5.2 失步中心变化特征

5.3 解列控制新策略

5.4 失步解列仿真算例

5.5 本章小结

第六章 总结与展望

参考文献

发表论文和参加科研情况说明

致谢