电力系统暂态稳定时域仿真终止判据的研究

摘要

随着电网规模的不断扩大和各国大停电事件的时有发生，电力系统暂态安全稳定问题越来越受到重视。为了保证电力系统安全稳定运行，寻求快速准确的电力系统暂态稳定评估方法显得尤为重要。
　　本文对现有的暂态稳定评估方法做了简要概括，发现快速性和准确性的统一是暂态稳定分析研究的难点和重点。对于时域仿真法来说，数值积分的仿真时间都依靠专家经验事前确定，由于无法精确确定到底要多长的时域仿真时间才能保证分析的可靠性，故必须把仿真时间设置得相对较大，从而导致了大量不必要的计算量。本文针对传统全过程数值积分产生大量多余仿真积分时步的问题，试图寻找一种准确高效的仿真终止判据，提前终止时域仿真，以减少仿真积分步数，在保证定性分析的准确性的基础上大大减少数值积分计算量。为此，本文用不同方法利用短时段内的系统受扰轨迹对系统后续稳定性做出高可信度预测，提出三种仿真终止判据算法:(1)利用暂态稳定综合性能指标，通过不同时刻的指标经排序法获得稳定性判据阈值，在仿真过程中的不同时刻经过筛选，提前结束部分事故的仿真计算，以提高仿真计算效率;(2)结合短时时域仿真获取暂态稳定性能指标，构建人工神经网络暂态稳定分类器，将故障分为三个子集:稳定故障、失稳故障、不确定故障，用于仿真计算的终止判定;(3)将IEEAC理论与时域仿真相结合，定义了映像系统同调性强弱指标，根据分群同调性程度来反应受扰轨迹在观察区间之后的暂态稳定性。
　　最后，本文对某地496机5075节点电网系统与IEEE10机39节点新英格兰系统进行了仿真验算，并与传统时域仿真方法比较，验证了上述方法的快速性和有效性，并能满足工程实际需要。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 研究背景与意义

1．2 国内外研究现状

1．2．1 基于时域仿真的方法

1．2．2 基于能量函数方法

1．2．3 人工智能算法

1．3 本文主要研究内容

第二章 暂态稳定时域仿真法

2．1 时域仿真法微分代数方程组

2．2 微分方程的数值积分方法

2．2．1 显式积分法

2．3．2 隐式积分法

2．4 暂态稳定数值解法的一般过程

2．5 时域仿真终止判据的基本思想

第三章 基于综合性能指标法的暂态稳定时域仿真终止判据

3．1 暂态稳定综合性能指标

3．1．1 性能指标的选取

3．1．2 性能指标的特点

3．1．3 标准化处理

3．2 时域仿真终止判据研究

3．2．1 仿真终止判据的获取

3．2．2 仿真终止判据的计算步骤

3．3 算例分析

3．4 本章小结

第四章 基于人工神经网络的暂态稳定时域仿真终止判据

4．1 BP神经网络原理

4．2 人工神经网络暂态稳定分类器设计

4．2．1 BP神经网络分类器结构

4．2．2 神经网络输入数据

4．2．3 神经网络输出空间

4．3 仿真终止算法的计算步骤

4．4 算例分析

4．5 本章小结

第五章 基于EEAC的暂态仿真终止判据

5．1 EEAC理论概述

5．1．1 临界机群的识别

5．1．2 映像系统等值参数

5．2 基于EEAC的时域仿真终止算法

5．2．1 同调性指标

5．2．2 基于EEAC的时域仿真终止算法计算步骤

5．3 算例分析

5．4 本章小结

第六章 总结与展望

6．1 全文总结

6．2 展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文

作者简历

致谢