隨著新能源的引入和節(jié)能減排的壓力,我國(guó)電力系統(tǒng)正經(jīng)歷著一系列變革與挑戰(zhàn)。電力系統(tǒng)頻率是反映交流電網(wǎng)全局功率盈缺的一個(gè)重要的運(yùn)行指標(biāo)。對(duì)于電力系統(tǒng)頻率的傳統(tǒng)研究方法（如時(shí)域分析法、直接法、等值模型法等）基于物理理論分析的思路,存在構(gòu)建模型復(fù)雜、無(wú)法兼顧計(jì)算量和計(jì)算精度的問(wèn)題。一些基于人工智能的方法（如神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、決策樹(shù)、貝葉斯網(wǎng)絡(luò)）在面向電力系統(tǒng)的非線性問(wèn)題,存在泛化能力不足和準(zhǔn)確率低等問(wèn)題。傳統(tǒng)機(jī)器學(xué)習(xí)方法有梯度提升決策樹(shù)（GBDT）和支持向量機(jī)（SVM）,GBDT具有較強(qiáng)的泛化能力,SVM可以求解高維空間的決策問(wèn)題,二者廣泛用于預(yù)測(cè)和分類任務(wù)。深度學(xué)習(xí)是機(jī)器學(xué)習(xí)的一種類型,電力系統(tǒng)遭受擾動(dòng)后的頻率動(dòng)態(tài)是一個(gè)時(shí)間序列,深度學(xué)習(xí)長(zhǎng)短期神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（LSTM）和徑向基網(wǎng)絡(luò)（RBF）能夠捕獲序列中長(zhǎng)距離的關(guān)聯(lián),適合處理序列預(yù)測(cè)問(wèn)題。本文從電力系統(tǒng)頻率的基本概念出發(fā),分析電力系統(tǒng)的靜態(tài)頻率特性和動(dòng)態(tài)頻率特性。使用基于時(shí)域法的PSASP搭建網(wǎng)絡(luò)模型進(jìn)行電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性仿真,并引入CEPRI36和IEEE39標(biāo)準(zhǔn)節(jié)點(diǎn)算例分析擾動(dòng)后的頻率響應(yīng)特性。兩種算例的數(shù)據(jù)和頻率特性曲線一致可以說(shuō)明擾動(dòng)與頻率變化存... 

【文章來(lái)源】：電子科技大學(xué)四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：74 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

發(fā)電機(jī)靜態(tài)頻率特性

電子科技大學(xué)碩士學(xué)位論文范圍內(nèi)可以承受的負(fù)載變化量。顯然，K值越大，負(fù)載變化引起的頻率變化越小，說(shuō)明系統(tǒng)越穩(wěn)定。2.1.2.2動(dòng)態(tài)頻率特性實(shí)際電網(wǎng)因?yàn)閺?fù)雜的時(shí)空特性，系統(tǒng)所承受的負(fù)載始終處于不斷變化的過(guò)程。當(dāng)系統(tǒng)因大的外部擾動(dòng)(如機(jī)組啟停、負(fù)荷變化、線路投切及斷路故障等)而突然產(chǎn)生有功功率缺額，系統(tǒng)從一種穩(wěn)定狀態(tài)過(guò)渡到另一種穩(wěn)定狀態(tài)(或失去穩(wěn)定性并導(dǎo)致頻率崩潰事故)，這一過(guò)程稱為系統(tǒng)頻率的動(dòng)態(tài)過(guò)程，可以用頻率的動(dòng)態(tài)特性進(jìn)行分析。發(fā)電機(jī)系統(tǒng)的備用容量、負(fù)載阻尼系數(shù)，發(fā)電機(jī)調(diào)節(jié)率，負(fù)載和發(fā)電機(jī)的機(jī)械慣性等都會(huì)影響系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)頻率特性[26]。由于頻率的變化主要取決于機(jī)組轉(zhuǎn)軸兩側(cè)的輸入、輸出轉(zhuǎn)矩的平衡關(guān)系。故分析電力系統(tǒng)頻率響應(yīng)時(shí)，可忽略擾動(dòng)引起的電磁暫態(tài)過(guò)程，不考慮負(fù)載的電壓變化特性。當(dāng)系統(tǒng)頻率與額定頻率之間的偏差很小，可以將負(fù)載表示為頻率的線性函數(shù)：PL=PL0(1KLΔff)(2-13)式(2-13)中，PL、PL0、KL分別表示系統(tǒng)的負(fù)載功率、初始負(fù)載功率和頻率調(diào)節(jié)系數(shù)。不考慮備用容量,將系統(tǒng)等值為單機(jī)負(fù)荷模型，電力系統(tǒng)頻率動(dòng)態(tài)特性可以由圖2-2描述：圖2-2頻率動(dòng)態(tài)特征的傳遞框圖其中，sTj為慣性時(shí)間常數(shù)；ΔPs為系統(tǒng)功率缺額；DT為負(fù)載阻尼因子；Δf是頻率變化的平均值。該系統(tǒng)的等式為：TjdΔfdt=ΔPsKLΔf(2-14)12

第二章頻率研究的理論基礎(chǔ)及仿真分析上式整理可得：Λf(t)=ΔPsKL(1eKLTjt)(2-15)由公示(2-15)及上述分析可知，影響系統(tǒng)動(dòng)態(tài)頻率特性的主要因素包括:有功缺額ΔPs、系統(tǒng)慣性時(shí)間常數(shù)sTj、負(fù)荷模型(負(fù)載阻尼因子KL)等，因?yàn)楸疚恼碌姆抡鏀?shù)據(jù)主要來(lái)源于PSASP(PowerSystemAnalysisSynthesisProgram,電力系統(tǒng)分析綜合程序)，而PSASP在進(jìn)行暫態(tài)分析仿真時(shí)不支持旋轉(zhuǎn)備用容量的設(shè)定，故本章暫不考慮旋轉(zhuǎn)備用容量對(duì)動(dòng)態(tài)頻率的影響。2.2預(yù)測(cè)模型構(gòu)建2.2.1頻率響應(yīng)模型時(shí)域仿真和單機(jī)等效系統(tǒng)方法目前廣泛運(yùn)用于電力系統(tǒng)頻率響應(yīng)計(jì)算和分析，電力系統(tǒng)分析綜合程序PSASP基于時(shí)域仿真法，系統(tǒng)的一些組件可以模型電力系統(tǒng)各種原件，從而可以很方便地搭建各種控制和保護(hù)裝置的模型，進(jìn)行潮流計(jì)算、暫態(tài)穩(wěn)定、短路電流、網(wǎng)絡(luò)損耗、電壓穩(wěn)定性、最佳功率流和無(wú)功功率優(yōu)化的計(jì)算與分析。圖2-3時(shí)域仿真與SFR模型的頻率響應(yīng)圖2-3為使用PSASP搭建WSCC9總線測(cè)試系統(tǒng)和直接使用SFR預(yù)測(cè)模型在-40MW擾動(dòng)和-100MW擾動(dòng)下進(jìn)行頻率預(yù)測(cè)的結(jié)果。對(duì)于SFR模型等效的電力系統(tǒng)，其單機(jī)系統(tǒng)中的等效參數(shù)方法可參考[27]。從上面的圖可以看出，SFR預(yù)測(cè)模型的頻率響應(yīng)與時(shí)域仿真模型的頻率結(jié)果存在較大差異�？梢酝茢�，SFR模型雖然對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行簡(jiǎn)化可以減少計(jì)算時(shí)間，但誤差可能很大。13

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]英國(guó)“8·9”大停電事故分析及對(duì)中國(guó)電網(wǎng)的啟示[J]. 孫華東,許濤,郭強(qiáng),李亞樓,林偉芳,易俊,李文鋒.  中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2019(21)
[2]巴西3·21停電事故分析及其對(duì)湖南電網(wǎng)的啟示[J]. 柳永妍,左劍,咼虎,李晨坤.  湖南電力. 2019(02)
[3]基于靈敏度分析和時(shí)域仿真的暫態(tài)穩(wěn)定預(yù)防控制優(yōu)化方法[J]. 田芳,周孝信,于之虹.  電力自動(dòng)化設(shè)備. 2018(07)
[4]從烏克蘭停電事故看電力信息系統(tǒng)安全問(wèn)題[J]. 李保杰,劉巖,李洪杰,何維晟,曾祥峰,陳碩.  中國(guó)電力. 2017(05)
[5]南澳大利亞州大停電啟示[J]. 史興華.  國(guó)家電網(wǎng). 2017(01)
[6]大規(guī)模特高壓交直流混聯(lián)電網(wǎng)特性分析與運(yùn)行控制[J]. 李明節(jié).  電網(wǎng)技術(shù). 2016(04)
[7]電網(wǎng)信息物理系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)及其進(jìn)展[J]. 劉東,盛萬(wàn)興,王云,陸一鳴,孫辰.  中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2015(14)
[8]國(guó)網(wǎng)“十三五”規(guī)劃電網(wǎng)面臨的安全穩(wěn)定問(wèn)題及對(duì)策[J]. 覃琴,郭強(qiáng),周勤勇,秦曉輝.  中國(guó)電力. 2015(01)
[9]考慮調(diào)峰特性的電網(wǎng)風(fēng)電接入能力分析[J]. 姜欣,陳紅坤,向鐵元,崔若涵,賈體康.  電力自動(dòng)化設(shè)備. 2014(12)
[10]深圳電網(wǎng)4·10大停電事件的處理及啟示[J]. 李俊.  南方電網(wǎng)技術(shù). 2014(01)

碩士論文
[1]電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的直接法分析[D]. 丁超杰.鄭州大學(xué) 2011



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