基于投影能量函數(shù)理論的暫態(tài)穩(wěn)定分析與控制方法研究.pdf

1、電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行是保證可靠供電的基礎(chǔ),暫態(tài)穩(wěn)定問題是電力系統(tǒng)穩(wěn)定性研究的一個(gè)重要方向,研究人員一直致力于發(fā)展快速、有效的暫態(tài)穩(wěn)定分析與控制方法,并取得了一定的進(jìn)展。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展,實(shí)現(xiàn)對(duì)電力系統(tǒng)的在線暫態(tài)穩(wěn)定分析成為可能,本文提出了一種適用于在線應(yīng)用的暫態(tài)穩(wěn)定分析與控制方法。
　　 論文首先提出了投影能量函數(shù)理論,該理論在歸一化能量函數(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展而來,其原理是通過投影變換,將故障后電力系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)過程比擬為相點(diǎn)在旋轉(zhuǎn)

2、一維坐標(biāo)軸上的運(yùn)動(dòng),假設(shè)相點(diǎn)具有單位質(zhì)量時(shí),其在旋轉(zhuǎn)一維坐標(biāo)軸上的動(dòng)能和勢(shì)能定義為投影動(dòng)能和投影勢(shì)能。投影能量函數(shù)克服了歸一化能量函數(shù)回?cái)[時(shí)刻最小動(dòng)能不為零的缺點(diǎn),通過研究故障后系統(tǒng)最小投影動(dòng)能與故障切除時(shí)間的關(guān)系,提出了快速估算有危害故障臨界切除時(shí)間的方法。
　　 基于投影能量函數(shù)理論,建立了一整套電力系統(tǒng)在線安全分析策略,包括新型的功角穩(wěn)定判據(jù)、反映有危害故障的嚴(yán)重程度的暫態(tài)穩(wěn)定指標(biāo)和調(diào)度員輔助決策算法。在上述理論和方法的基

3、礎(chǔ)上開發(fā)了天津電網(wǎng)穩(wěn)定在線監(jiān)視評(píng)估系統(tǒng),該系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)電網(wǎng)的暫態(tài)穩(wěn)定性的實(shí)時(shí)監(jiān)控和預(yù)警,讓調(diào)度人員能夠及時(shí)了解系統(tǒng)運(yùn)行中存在的穩(wěn)定問題。
　　 利用軌跡靈敏度計(jì)算方法求解不穩(wěn)定故障的最小投影動(dòng)能對(duì)發(fā)電機(jī)有功輸出的靈敏度,結(jié)合迭代的方法,計(jì)算暫態(tài)穩(wěn)定約束下嚴(yán)重受擾機(jī)組的有功輸出極限。在此基礎(chǔ)上,研究發(fā)展了一種考慮暫態(tài)穩(wěn)定約束的電力系統(tǒng)最優(yōu)潮流算法,通過對(duì)有危害故障進(jìn)行分析,計(jì)算相關(guān)發(fā)電機(jī)的有功輸出極限,將暫態(tài)穩(wěn)定約束轉(zhuǎn)化為發(fā)電機(jī)

4、有功出力約束,使含暫態(tài)穩(wěn)定約束的最優(yōu)潮流問題可用傳統(tǒng)的方法求解。
　　 基于電力系統(tǒng)角半徑的概念,定義了暫態(tài)穩(wěn)定控制性能指標(biāo),通過求取其對(duì)發(fā)電機(jī)有功輸出的靈敏度,將暫態(tài)穩(wěn)定約束近似線性化,作為不等式約束加入以調(diào)整成本最小為目標(biāo)函數(shù)的有功安全調(diào)度優(yōu)化模型中,并設(shè)計(jì)了一套迭代的方法計(jì)算發(fā)電機(jī)有功出力的最佳調(diào)整方案。文章將暫態(tài)穩(wěn)定約束引入阻塞管理問題中,在解決傳輸阻塞的同時(shí),還能提高系統(tǒng)對(duì)大擾動(dòng)的承受能力,對(duì)維持電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行有重