基于轨迹的复杂电力系统频率动态过程分析

摘要

复杂电力系统普遍采用低频减载措施作为保证电网安全的最后一道防线,而掌握频率动态过程特性则是制订合理低频减载方案的基础。虽然大多数复杂电力系统采用单机带集中负荷模型设计、多机系统校核的方法开展低频减载方案整定工作,但这种方法有其适用的局限性,也难以从低频减载方案中得到维持频率稳定能力的信息,在复杂电力系统频率动态过程参数准确性没有得到认证的情况下进行低频减载方案校核,校核结果的准确性也难以保障。
　　 本文采用理论分析和时域仿真相结合的方法,研究了单机单负荷系统频率调节效应问题,分析了复杂电力系统频率动态过程研究实用化问题,以此为基础研究了复杂电力系统低频减载方案维持频率稳定的能力。
　　 在研究单机单负荷系统频率调节效应问题时,本文从单机单负荷系统模型出发,研究了单机单负荷系统频率动态过程解析方法,纠正了以往采用的单机单负荷系统频率动态过程解析解存在的错误,首次提出了基于轨迹的频率调节效应系数计算方法,研究了不同条件下的频率调节效应,完善了单机带集中负荷模型设计的低频减载整定方法。
　　 为了实现复杂电力系统频率动态过程研究的实用化,本文研究了复杂电力系统频率动态过程实用模型参数获取方法、误差评价指标、运行方式关键因素、参数调整原则等问题。根据大量复杂电力系统功率脱落事件的实测轨迹,求得到了反映实际复杂电力系统频率动态过程主要特征的实用化参数,为校核复杂电力系统低频减载方案奠定了理论和方法的基础。
　　 为检验低频减载方案维持频率稳定的能力,本文首次提出了采用集中功率脱落方式校核复杂电力系统低频减载方案防御能力的方法,并对实际复杂电力系统的维持频率稳定能力进行了检验。由此全面验证了本文提出的基于轨迹的复杂电力系统频率动态过程整体研究方法的有效性。

目录

文摘

英文文摘

第一章 绪论

1.1 电力系统频率动态过程研究的意义

1.2 频率动态过程研究方法及技术现状

1.3 电力系统低频减载方案研究技术现状

1.4 本文主要工作及贡献

第二章 简单电力系统频率动态过程分析

2.1 引言

2.2 有旋转备用方式下的功率-频率过程分析

2.3 无旋转备用方式下功率-频率过程分析

2.4 基于轨迹的系统参数求解方法

2.5 小结

第三章 复杂电力系统频率动态过程仿真有效性研究

3.1 引言

3.2 研究思路

3.3 误差评价体系

3.4 建立功率波动前初始运行点的关键因素研究

3.4.1 初始输电断面潮流差异对功率波动前初始运行点的影响

3.4.2 网络结构变化对功率波动前初始运行点的影响

3.4.3 建立功率波动前初始运行点的关键因素

3.5 基于轨迹灵敏度的参数调整方法及调整原则

3.6 小结

第四章 校核低频减载方案有效性的较严重预想事故方式确定

4.1 引言

4.2 求取校核低频减载方案防御功率脱落能力的运行方式

4.3 求取预想严重集中功率脱落集

4.4 小结

第五章 简单电力系统频率动态过程仿真研究

5.1 引言

5.2 系统参数

5.3 负荷模型

5.3.1 静态负荷模型

5.3.2 感应电动机负荷模型

5.4 无旋转备用方式下频率动态过程仿真研究

5.4.1 恒阻抗负荷频率动态过程研究

5.4.2 恒电流负荷频率动态过程研究

5.4.3 恒功率负荷频率动态过程研究

5.4.4 恒阻抗、恒电流、恒功率组合负荷频率动态过程研究

5.4.5 感应电动机负荷频率动态过程研究

5.4.6 无旋转备用工况频率动态过程研究小结

5.5 有旋转备用方式下频率动态过程仿真研究

5.5.1 恒阻抗负荷频率动态过程研究

5.5.2 恒电流负荷频率动态过程研究

5.5.3 恒功率负荷频率动态过程研究

5.5.4 恒阻抗、恒电流、恒功率组合负荷频率动态过程研究

5.5.5 感应电动机负荷频率动态过程研究

5.5.6 有旋转备用工况频率动态过程研究小结

5.6 小结

第六章 实际复杂电力系统频率动态过程研究

6.1 引言

6.2 基于实测轨迹的东北电网频率动态过程研究

6.2.1 实测东北电网多机系统功率波动事件算例情况

6.2.2 调速器模型参数调整前东北电网功率波动事件频率动态过程

6.2.3 基于实测轨迹灵敏度的东北电网多机系统频率参数研究与选择

6.3 实际复杂电力系统防御功率集中脱落的能力研究

6.3.1 2009年东北电网区域初始特性及潮流方式研究

6.3.2 2009年东北电网最大功率缺额对应严重功率脱落方式研究

6.3.3 东北电网防御功率脱落的能力研究

6.4 小结

第七章 结论

参考文献

致谢

附录

攻读博士学位期间发表的学术论文

攻读博士学位期间参加的科研工作