基于安全域的电压稳定在线监视系统

摘要

近年来，世界范围内频发因电压失稳而导致的系统大停电事故，造成了巨大的经济损失和灾难性后果，电压稳定问题越来越受到人们的重视，寻求完善的电压稳定监控手段已成为目前的研究热点。逐点法是电压稳定性分析中广泛采用的一类分析方法，它需首先设定系统的运行状态，然后对预想事故集中的所有故障逐一进行分析以确定系统的安全性状况。该方法不仅计算量大，难以在线应用；而且所给系统安全性信息过于简单，难以指导运行人员制订科学的预防性控制措施。近年来，利用“域”的方法研究电力系统的电压稳定性逐渐得到业界的重视，它可以为运行人员提供系统的整体电压稳定性测度，在系统参数变动时不需重新计算，因此具有很好的在线应用前景。本文以割集功率空间中保证静态电压稳定的安全运行区域(简称割集电压稳定安全域，CVSR)理论为基础，开发了一套适用于电力系统在线电压稳定监视的割集电压稳定安全域可视化系统，并成功应用于辽宁省电力公司调度通讯中心。本文主要工作如下： 1、设计完成电压稳定在线监视系统的体系框架：系统分为前、后台两部分，均独立开发完成，并通过文本文件的方式相互联系。这种设计，一方面可保证整个监视系统在线运行的安全性和稳定性；另一方面，可以将系统功能模块细化分解，有利于整个系统的协同开发以及功能模块的单独维护和升级。 2、开发完成电压稳定在线监视系统的后台子系统：后台子系统负责完成在线数据转换、割集电压稳定安全域计算、系统稳定裕度分析、断面热稳定极限校核等运算功能，并负责管理整个在线监视系统的数据。在所开发的后台子系统中，将每个运算模块和管理模块均处理为一个单独的程序，并以统一的方式由后台管理程序进行调度，有效避免了因单个运算模块错误而造成后台子系统崩溃的情况，保证整个监视系统运行的健壮性。此外，核心运算模块均采用标准C/C++进行开发，保证系统具有较好的可移植性和运行效率。 3、开发完成电压稳定在线监视系统的前台子系统：前台子系统负责完成人机交互、结果显示、系统设置等功能。在前台子系统中，界面整体采用Qt技术开发，以保证图形系统的可移植性；主要显示模块均处理为单独的图形控件，并以动态链接库的方式提供，以保证前台系统的健壮性；运用Qt/OpenGL技术开发了多种可视化图形显示控件，以科学和直观地表达在线安全分析结果。 4、将开发完成的系统在辽宁省实际电网中加以在线应用。

目录

文摘

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声明

第一章 绪论

1.1 引言

1.2 电压稳定研究中的“逐点法”和“域”方法

1.3 电力系统中的“可视化”

1.3.1 科学计算可视化

1.3.2 可视化技术在电力系统中的应用

1.3.3 安全域的可视化

1.4 本文主要工作

第二章 割集功率空间电压稳定安全域

2.1 割集电压稳定安全域的基本概念

2.1.1 割集电压稳定安全域的定义

2.1.2 关键断面的选择

2.2 割集电压稳定安全域边界的超平面表示

2.3 割集电压稳定安全域边界的求解方法

2.3.1 基于拟合法的CVSR边界面求解算法

2.3.2 基于潮流方程雅克比矩阵的CVSR边界面求解算法

2.4 割集电压稳定安全域的可视化

2.5 小结

第三章 电压稳定在线监视系统的后台实现

3.1 电压稳定在线监视系统的功能和体系结构

3.2 后台主要计算模块的实现

3.2.1 割集电压稳定安全域计算

3.2.2 断面热稳定极限计算

3.2.3 电压稳定极限计算

3.3 电压稳定在线监视系统与EMS的数据接口

3.4 后台管理程序

3.5 小结

第四章 电压稳定在线监视系统的前台实现

4.1 面向对象与模块化程序设计

4.2 Qt与OpenGL

4.2.1 Qt简介

4.2.2 OpenGL

4.3 前台界面的功能要求

4.4 前台界面的实现过程

4.4.1 电压稳定安全域可视化控件

4.4.2 曲线、圆盘和棒图控件

4.4.3 前台主界面

4.5 小结

第五章 电压稳定在线监视系统在辽宁电网的应用

5.1 电压稳定在线监视系统的启动

5.2 割集电压稳定安全域监视

5.3 断面热稳定极限监视

5.4 电压稳定极限曲线与节点电压排序

5.5 小结

第六章 总结与展望

参考文献

发表论文和科研情况说明

致 谢