面向互聯(lián)電網(wǎng)態(tài)勢(shì)感知的機(jī)電振蕩分析與控制研究
發(fā)布時(shí)間:2022-09-21 19:35
隨著高壓大功率電力電子技術(shù)的進(jìn)步,跨區(qū)域大容量交直流互聯(lián)的發(fā)展,以及區(qū)域內(nèi)輸配電網(wǎng)間歇性、隨機(jī)性新能源的接入,在提高電力系統(tǒng)運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性和優(yōu)化一次能源比例的同時(shí),也使整個(gè)互聯(lián)系統(tǒng)的電力電子化程度逐漸增高,動(dòng)態(tài)特性變得更為復(fù)雜。發(fā)展廣域測(cè)量系統(tǒng)(Wide Area Meassurment System,WAMS)及態(tài)勢(shì)感知(Situation Awareness,SA)技術(shù)的重要目標(biāo)之一就是提供這些復(fù)雜互聯(lián)系統(tǒng)機(jī)電振蕩行為的模式信息,振蕩交互路徑等關(guān)鍵信息以及相應(yīng)的校正或預(yù)防控制措施。而支撐上述目標(biāo)實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)理論中,關(guān)于機(jī)電振蕩相對(duì)局域性量化指標(biāo)、模式演化、同調(diào)性估計(jì)、動(dòng)態(tài)降階、預(yù)防控制、校正控制以及基于電力電子整流技術(shù)的電力系統(tǒng)穩(wěn)定器(Power System Stablizer,PSS)和廣域阻尼控制器(Wide Area Damping Control,WADC)配置等問(wèn)題還有待深入研究和探討。為此,本文面向以電力電子化為顯著特征的“新一代電力系統(tǒng)”的態(tài)勢(shì)感知理論與方法,從其機(jī)電振蕩量化分析和控制兩個(gè)方面入手,將理論研究與仿真實(shí)驗(yàn)相結(jié)合,開(kāi)展了如下研究工作。首先,調(diào)查了適用于電力電子...
【文章頁(yè)數(shù)】:109 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【文章目錄】:
摘要
abstract
第一章 緒論
1.1 研究背景和意義
1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)
1.2.1 廣域測(cè)量系統(tǒng)和態(tài)勢(shì)感知技術(shù)發(fā)展
1.2.2 機(jī)電振蕩機(jī)理討論與機(jī)電振蕩模式演化機(jī)理思路
1.2.3 機(jī)電振蕩分析方法的現(xiàn)狀與討論
1.2.3.1 基于模型的離線機(jī)電振蕩分析方法
1.2.3.2 基于量測(cè)的機(jī)電振蕩分析方法
1.2.4 機(jī)電振蕩的控制措施現(xiàn)狀與討論
1.2.4.1 基于一次系統(tǒng)的抑制措施
1.2.4.2 基于二次系統(tǒng)的抑制措施
1.3 本文主要研究?jī)?nèi)容
第二章 互聯(lián)電網(wǎng)機(jī)電振蕩分析與控制的基礎(chǔ)理論
2.1 基于特征值的機(jī)電振蕩分析基礎(chǔ)理論
2.1.1 電力系統(tǒng)狀態(tài)方程
2.1.2 特征值及特征向量
2.1.3 狀態(tài)變量的解耦
2.1.4 振型、參與因子以及可控性和可觀性
2.2 基于pss的機(jī)電振蕩控制基礎(chǔ)理論
2.2.1 pss抑制機(jī)電振蕩的機(jī)理
2.2.1.1 發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)對(duì)機(jī)電振蕩的影響
2.2.1.2 pss抑制機(jī)電振蕩的原理
2.2.2 pss設(shè)計(jì)
2.2.2.1 pss安裝地點(diǎn)的選擇
2.2.2.2 pss參數(shù)整定
第三章 機(jī)電振蕩相對(duì)局域性指標(biāo)及其適應(yīng)性
3.1 引言
3.2 依靠頻率判斷模式區(qū)域或局部屬性的不足
3.3 模式局域性的量化與指標(biāo)改進(jìn)
3.3.1 模式局域性的量化
3.3.2 傳統(tǒng)的相對(duì)局域性指標(biāo)設(shè)計(jì)
3.3.3 改進(jìn)的相對(duì)局域性指標(biāo)
3.4 算例分析
3.4.1 算例1:ieee50機(jī)145母線系統(tǒng)
3.4.2 算例2:kundur4機(jī)11母線系統(tǒng)
3.5 本章小結(jié)
第四章 機(jī)電振蕩模式屬性和機(jī)組參與特性量化分析
4.1 引言
4.2 不同系統(tǒng)邊界條件下局域性指標(biāo)計(jì)算及特性分析
4.2.1 局域性指標(biāo)有效性的驗(yàn)證
4.2.2 基于lidx的模式演化分析
4.2.3 不同邊界條件下的局部模式特性變化分析
4.2.4 不同邊界條件下的區(qū)域模式特性變化分析
4.3 聯(lián)絡(luò)線潮流的影響
4.4 旋轉(zhuǎn)備用容量的影響
4.5 本章小結(jié)
第五章 發(fā)電機(jī)同調(diào)性辨識(shí)及預(yù)防控制研究
5.1 引言
5.2 同調(diào)發(fā)電機(jī)群辨識(shí)和預(yù)防控制策略
5.2.1 基于慢模式的同調(diào)機(jī)群辨識(shí)方法
5.2.2 基于時(shí)域響應(yīng)的同調(diào)機(jī)群辨識(shí)方法
5.2.2.1 電力系統(tǒng)搖擺方程
5.2.2.2 嚴(yán)格的同調(diào)機(jī)群
5.2.2.3 同調(diào)機(jī)群判據(jù)取值討論
5.2.3 一種基于發(fā)電機(jī)同調(diào)辨識(shí)的發(fā)電機(jī)再調(diào)度方法
5.2.3.1 轉(zhuǎn)子角慣性中心
5.2.3.2 轉(zhuǎn)子軌跡指標(biāo)
5.2.3.3 一種同調(diào)發(fā)電機(jī)群劃分方法
5.2.3.4 一種發(fā)電再調(diào)度預(yù)防控制策略
5.3 基于模型相對(duì)局域性指標(biāo)lidx的發(fā)電機(jī)同調(diào)性辨識(shí)算例研究
5.4 基于量測(cè)的發(fā)電機(jī)同調(diào)性辨識(shí)和預(yù)防控制算例研究
5.5 本章小結(jié)
第六章 基于主導(dǎo)區(qū)間振蕩路徑的pss與wadc配置及影響研究
6.1 引言
6.2 基礎(chǔ)理論
6.2.1 電力系統(tǒng)的線性模型
6.2.2 網(wǎng)絡(luò)變量的靈敏度
6.2.3 網(wǎng)絡(luò)變量的振型
6.2.4 主導(dǎo)區(qū)間振蕩路徑的性質(zhì)
6.3 主導(dǎo)區(qū)間振蕩路徑識(shí)別方法
6.3.1 基于模型的區(qū)間路徑識(shí)別方法
6.3.2 基于量測(cè)的區(qū)間路徑識(shí)別方法
6.4 算例分析
6.4.1 主導(dǎo)區(qū)間路徑的確定
6.4.2 本地信號(hào)pss配置與參數(shù)整定
6.4.3 本地信號(hào)pss配置對(duì)區(qū)間模式的影響
6.4.4 廣域阻尼控制(wadc)對(duì)于區(qū)間模式的影響
6.4.4.1 wadc的輸入信號(hào)和布點(diǎn)的選擇
6.4.4.2 wadc布點(diǎn)的影響和分析
6.5 本章小結(jié)
第七章 結(jié)論與展望
7.1 結(jié)論
7.2 研究工作展望
致謝
參考文獻(xiàn)
附表a ieee50機(jī)145母線系統(tǒng)的發(fā)電機(jī)主要參數(shù)
附錄b 攻讀博士學(xué)位期間發(fā)表論文及科研成果
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于滑?刂频臓恳W(wǎng)網(wǎng)壓低頻振蕩抑制方法[J]. 劉爽,劉志剛,王亞綺,耿照照. 電網(wǎng)技術(shù). 2018(09)
[2]機(jī)組引發(fā)低頻振蕩的傳播特性分析及定位研究[J]. 伍雙喜,徐衍會(huì),張莎,吳國(guó)炳,楊銀國(guó),錢峰,劉俊磊. 電網(wǎng)技術(shù). 2018(06)
[3]基于混沌變異粒子群算法的PSS與SVC阻尼控制器協(xié)調(diào)優(yōu)化設(shè)計(jì)[J]. 周金環(huán),車延博,舒展,胡曉青. 電工電能新技術(shù). 2018(05)
[4]高比例新能源電力系統(tǒng)的發(fā)展機(jī)遇、挑戰(zhàn)及對(duì)策[J]. 汪寧渤,馬明,強(qiáng)同波,呂清泉,譚洪斌. 中國(guó)電力. 2018(01)
[5]自適應(yīng)自抗擾比例積分控制下的高速鐵路車網(wǎng)耦合系統(tǒng)低頻振蕩抑制方法[J]. 許加柱,程慧婕,黃文,劉裕興,陳治宇,安柏楠. 中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2018(14)
[6]基于正交子空間投影的電力系統(tǒng)同調(diào)機(jī)群辨識(shí)[J]. 姜濤,張明宇,李雪,陳厚合,李國(guó)慶. 電工技術(shù)學(xué)報(bào). 2018(09)
[7]負(fù)荷態(tài)勢(shì)感知:概念、架構(gòu)及關(guān)鍵技術(shù)[J]. 許鵬,孫毅,石墨,李彬,祁兵. 中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2018(10)
[8]廣域測(cè)量系統(tǒng)可觀性概率評(píng)估及其在PMU優(yōu)化配置中的應(yīng)用[J]. 羅深增,李銀紅,石東源. 電工技術(shù)學(xué)報(bào). 2018(08)
[9]基于奇異值分解的同調(diào)機(jī)群識(shí)別方法[J]. 朱喬木,陳金富,段獻(xiàn)忠,游昊,李本瑜. 電工技術(shù)學(xué)報(bào). 2018(03)
[10]基于NExT和PRCE方法的低頻振蕩分析[J]. 謝劍,成業(yè),王曉茹. 電工技術(shù)學(xué)報(bào). 2018(01)
博士論文
[1]基于廣域測(cè)量系統(tǒng)的電力系統(tǒng)阻尼控制器設(shè)計(jì)[D]. 石頡.天津大學(xué) 2007
[2]電力系統(tǒng)低頻振蕩共振機(jī)理的研究[D]. 王鐵強(qiáng).華北電力大學(xué) 2001
本文編號(hào):3680539
【文章頁(yè)數(shù)】:109 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【文章目錄】:
摘要
abstract
第一章 緒論
1.1 研究背景和意義
1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)
1.2.1 廣域測(cè)量系統(tǒng)和態(tài)勢(shì)感知技術(shù)發(fā)展
1.2.2 機(jī)電振蕩機(jī)理討論與機(jī)電振蕩模式演化機(jī)理思路
1.2.3 機(jī)電振蕩分析方法的現(xiàn)狀與討論
1.2.3.1 基于模型的離線機(jī)電振蕩分析方法
1.2.3.2 基于量測(cè)的機(jī)電振蕩分析方法
1.2.4 機(jī)電振蕩的控制措施現(xiàn)狀與討論
1.2.4.1 基于一次系統(tǒng)的抑制措施
1.2.4.2 基于二次系統(tǒng)的抑制措施
1.3 本文主要研究?jī)?nèi)容
第二章 互聯(lián)電網(wǎng)機(jī)電振蕩分析與控制的基礎(chǔ)理論
2.1 基于特征值的機(jī)電振蕩分析基礎(chǔ)理論
2.1.1 電力系統(tǒng)狀態(tài)方程
2.1.2 特征值及特征向量
2.1.3 狀態(tài)變量的解耦
2.1.4 振型、參與因子以及可控性和可觀性
2.2 基于pss的機(jī)電振蕩控制基礎(chǔ)理論
2.2.1 pss抑制機(jī)電振蕩的機(jī)理
2.2.1.1 發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)對(duì)機(jī)電振蕩的影響
2.2.1.2 pss抑制機(jī)電振蕩的原理
2.2.2 pss設(shè)計(jì)
2.2.2.1 pss安裝地點(diǎn)的選擇
2.2.2.2 pss參數(shù)整定
第三章 機(jī)電振蕩相對(duì)局域性指標(biāo)及其適應(yīng)性
3.1 引言
3.2 依靠頻率判斷模式區(qū)域或局部屬性的不足
3.3 模式局域性的量化與指標(biāo)改進(jìn)
3.3.1 模式局域性的量化
3.3.2 傳統(tǒng)的相對(duì)局域性指標(biāo)設(shè)計(jì)
3.3.3 改進(jìn)的相對(duì)局域性指標(biāo)
3.4 算例分析
3.4.1 算例1:ieee50機(jī)145母線系統(tǒng)
3.4.2 算例2:kundur4機(jī)11母線系統(tǒng)
3.5 本章小結(jié)
第四章 機(jī)電振蕩模式屬性和機(jī)組參與特性量化分析
4.1 引言
4.2 不同系統(tǒng)邊界條件下局域性指標(biāo)計(jì)算及特性分析
4.2.1 局域性指標(biāo)有效性的驗(yàn)證
4.2.2 基于lidx的模式演化分析
4.2.3 不同邊界條件下的局部模式特性變化分析
4.2.4 不同邊界條件下的區(qū)域模式特性變化分析
4.3 聯(lián)絡(luò)線潮流的影響
4.4 旋轉(zhuǎn)備用容量的影響
4.5 本章小結(jié)
第五章 發(fā)電機(jī)同調(diào)性辨識(shí)及預(yù)防控制研究
5.1 引言
5.2 同調(diào)發(fā)電機(jī)群辨識(shí)和預(yù)防控制策略
5.2.1 基于慢模式的同調(diào)機(jī)群辨識(shí)方法
5.2.2 基于時(shí)域響應(yīng)的同調(diào)機(jī)群辨識(shí)方法
5.2.2.1 電力系統(tǒng)搖擺方程
5.2.2.2 嚴(yán)格的同調(diào)機(jī)群
5.2.2.3 同調(diào)機(jī)群判據(jù)取值討論
5.2.3 一種基于發(fā)電機(jī)同調(diào)辨識(shí)的發(fā)電機(jī)再調(diào)度方法
5.2.3.1 轉(zhuǎn)子角慣性中心
5.2.3.2 轉(zhuǎn)子軌跡指標(biāo)
5.2.3.3 一種同調(diào)發(fā)電機(jī)群劃分方法
5.2.3.4 一種發(fā)電再調(diào)度預(yù)防控制策略
5.3 基于模型相對(duì)局域性指標(biāo)lidx的發(fā)電機(jī)同調(diào)性辨識(shí)算例研究
5.4 基于量測(cè)的發(fā)電機(jī)同調(diào)性辨識(shí)和預(yù)防控制算例研究
5.5 本章小結(jié)
第六章 基于主導(dǎo)區(qū)間振蕩路徑的pss與wadc配置及影響研究
6.1 引言
6.2 基礎(chǔ)理論
6.2.1 電力系統(tǒng)的線性模型
6.2.2 網(wǎng)絡(luò)變量的靈敏度
6.2.3 網(wǎng)絡(luò)變量的振型
6.2.4 主導(dǎo)區(qū)間振蕩路徑的性質(zhì)
6.3 主導(dǎo)區(qū)間振蕩路徑識(shí)別方法
6.3.1 基于模型的區(qū)間路徑識(shí)別方法
6.3.2 基于量測(cè)的區(qū)間路徑識(shí)別方法
6.4 算例分析
6.4.1 主導(dǎo)區(qū)間路徑的確定
6.4.2 本地信號(hào)pss配置與參數(shù)整定
6.4.3 本地信號(hào)pss配置對(duì)區(qū)間模式的影響
6.4.4 廣域阻尼控制(wadc)對(duì)于區(qū)間模式的影響
6.4.4.1 wadc的輸入信號(hào)和布點(diǎn)的選擇
6.4.4.2 wadc布點(diǎn)的影響和分析
6.5 本章小結(jié)
第七章 結(jié)論與展望
7.1 結(jié)論
7.2 研究工作展望
致謝
參考文獻(xiàn)
附表a ieee50機(jī)145母線系統(tǒng)的發(fā)電機(jī)主要參數(shù)
附錄b 攻讀博士學(xué)位期間發(fā)表論文及科研成果
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于滑?刂频臓恳W(wǎng)網(wǎng)壓低頻振蕩抑制方法[J]. 劉爽,劉志剛,王亞綺,耿照照. 電網(wǎng)技術(shù). 2018(09)
[2]機(jī)組引發(fā)低頻振蕩的傳播特性分析及定位研究[J]. 伍雙喜,徐衍會(huì),張莎,吳國(guó)炳,楊銀國(guó),錢峰,劉俊磊. 電網(wǎng)技術(shù). 2018(06)
[3]基于混沌變異粒子群算法的PSS與SVC阻尼控制器協(xié)調(diào)優(yōu)化設(shè)計(jì)[J]. 周金環(huán),車延博,舒展,胡曉青. 電工電能新技術(shù). 2018(05)
[4]高比例新能源電力系統(tǒng)的發(fā)展機(jī)遇、挑戰(zhàn)及對(duì)策[J]. 汪寧渤,馬明,強(qiáng)同波,呂清泉,譚洪斌. 中國(guó)電力. 2018(01)
[5]自適應(yīng)自抗擾比例積分控制下的高速鐵路車網(wǎng)耦合系統(tǒng)低頻振蕩抑制方法[J]. 許加柱,程慧婕,黃文,劉裕興,陳治宇,安柏楠. 中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2018(14)
[6]基于正交子空間投影的電力系統(tǒng)同調(diào)機(jī)群辨識(shí)[J]. 姜濤,張明宇,李雪,陳厚合,李國(guó)慶. 電工技術(shù)學(xué)報(bào). 2018(09)
[7]負(fù)荷態(tài)勢(shì)感知:概念、架構(gòu)及關(guān)鍵技術(shù)[J]. 許鵬,孫毅,石墨,李彬,祁兵. 中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2018(10)
[8]廣域測(cè)量系統(tǒng)可觀性概率評(píng)估及其在PMU優(yōu)化配置中的應(yīng)用[J]. 羅深增,李銀紅,石東源. 電工技術(shù)學(xué)報(bào). 2018(08)
[9]基于奇異值分解的同調(diào)機(jī)群識(shí)別方法[J]. 朱喬木,陳金富,段獻(xiàn)忠,游昊,李本瑜. 電工技術(shù)學(xué)報(bào). 2018(03)
[10]基于NExT和PRCE方法的低頻振蕩分析[J]. 謝劍,成業(yè),王曉茹. 電工技術(shù)學(xué)報(bào). 2018(01)
博士論文
[1]基于廣域測(cè)量系統(tǒng)的電力系統(tǒng)阻尼控制器設(shè)計(jì)[D]. 石頡.天津大學(xué) 2007
[2]電力系統(tǒng)低頻振蕩共振機(jī)理的研究[D]. 王鐵強(qiáng).華北電力大學(xué) 2001
本文編號(hào):3680539
本文鏈接:http://sikaile.net/kejilunwen/dianlidianqilunwen/3680539.html
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