發(fā)布時(shí)間：2018-10-05 15:37

【摘要】：電力安全是國(guó)民經(jīng)濟(jì)和居民生活的重要保障,而電壓穩(wěn)定問(wèn)題一直是電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的重要威脅,已造成世界范圍內(nèi)的多起電網(wǎng)大面積停電事故。隨著電力負(fù)荷的不斷增加,以及資源、環(huán)境等因素的制約,電力系統(tǒng)的運(yùn)行越來(lái)越接近其極限水平,系統(tǒng)面臨的電壓失穩(wěn)風(fēng)險(xiǎn)也日益增大。因此,實(shí)現(xiàn)電壓穩(wěn)定的在線監(jiān)測(cè)與控制對(duì)指導(dǎo)電網(wǎng)規(guī)避電壓失穩(wěn)風(fēng)險(xiǎn),保障電力系統(tǒng)供電安全具有重要的意義。 本論文針對(duì)中長(zhǎng)期電壓穩(wěn)定問(wèn)題,提出了一套基于短路容量的電壓穩(wěn)定在線監(jiān)測(cè)與控制方法。論文首先對(duì)基于短路容量的電壓穩(wěn)定機(jī)理進(jìn)行了深入和拓展研究,分析了現(xiàn)有基于短路容量的電壓穩(wěn)定指標(biāo)存在的不足,提出了一種改進(jìn)的電壓穩(wěn)定指標(biāo),并利用該指標(biāo)分析了與中長(zhǎng)期電壓穩(wěn)定性密切相關(guān)的系統(tǒng)元件作用于電壓失穩(wěn)的內(nèi)在機(jī)理。然后,提出了一種電網(wǎng)中同步量測(cè)裝置優(yōu)化配置方法,以保障電壓穩(wěn)定在線監(jiān)控方法的數(shù)據(jù)需求。在此基礎(chǔ)上,提出了基于改進(jìn)電壓穩(wěn)定指標(biāo)的電壓穩(wěn)定在線監(jiān)測(cè)方法與在線控制方法。最后,將所提出的電壓穩(wěn)定監(jiān)控方法應(yīng)用于實(shí)際電網(wǎng),通過(guò)與電網(wǎng)實(shí)際自動(dòng)電壓控制(Automatic Voltage Control, AVC)方法的比較,驗(yàn)證了所提方法的有效性。論文的研究成果對(duì)現(xiàn)代電力系統(tǒng)電壓穩(wěn)定在線監(jiān)控技術(shù)的發(fā)展具有一定的理論和工程應(yīng)用價(jià)值。論文的主要內(nèi)容及取得的成果如下： (1)提出了一種基于短路容量的改進(jìn)電壓穩(wěn)定指標(biāo)。新指標(biāo)克服了現(xiàn)有指標(biāo)由于存在恒功率負(fù)荷的假設(shè),而不能準(zhǔn)確判斷含電壓敏感性負(fù)荷電力系統(tǒng)電壓穩(wěn)定性的缺點(diǎn)。此外,利用提出的新指標(biāo),研究了發(fā)電機(jī)勵(lì)磁限制器(Over Excitation Limiter, OEL)和有載調(diào)壓變壓器(Load Tap Changer, LTC)等在系統(tǒng)電壓失穩(wěn)過(guò)程中的動(dòng)態(tài)作用機(jī)理,分析結(jié)果表明,OEL和LTC的動(dòng)作會(huì)加速系統(tǒng)的電壓失穩(wěn)。 (2)針對(duì)系統(tǒng)可觀性前提下的電網(wǎng)相量量測(cè)單元(Phasor Measurement Unit, PMU)最優(yōu)配置問(wèn)題,提出了一種考慮電網(wǎng)控制性解列策略的PMU優(yōu)化布點(diǎn)模型。模型計(jì)及了零功率注入節(jié)點(diǎn)的特性,可有效減少電網(wǎng)對(duì)PMU的需求；引入了最大化測(cè)量冗余度的附加目標(biāo),可保證所得解的全局最優(yōu)性和實(shí)用性。此外,模型還充分考慮了斷線故障和PMU故障等對(duì)電網(wǎng)可觀測(cè)性的影響。在多個(gè)IEEE測(cè)試系統(tǒng)和一個(gè)大型系統(tǒng)上的仿真表明：利用所提模型獲得的PMU配置方案可以用最少的PMU保證電網(wǎng)在正常運(yùn)行狀態(tài)、單一故障狀態(tài)、以及控制性解列運(yùn)行狀態(tài)下都是可觀測(cè)的,從而確保了電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)獲取的連續(xù)性。 (3)提出了一種基于改進(jìn)電壓穩(wěn)定指標(biāo)的電壓穩(wěn)定在線監(jiān)測(cè)方法。首先建立了一種基于遞歸最小二乘法的負(fù)荷模型參數(shù)在線辨識(shí)方法,避免了電壓穩(wěn)定在線監(jiān)測(cè)過(guò)程中對(duì)負(fù)荷模型及負(fù)荷增長(zhǎng)方式的假設(shè)。然后,提出了一種基于導(dǎo)納矩陣增階和補(bǔ)償電流法的系統(tǒng)戴維南等值方法,可計(jì)及發(fā)電機(jī)和負(fù)荷模型的非線性,避免了傳統(tǒng)方法對(duì)發(fā)電機(jī)和負(fù)荷模型的簡(jiǎn)化假設(shè)。在此基礎(chǔ)上,提出了一種基于改進(jìn)電壓穩(wěn)定指標(biāo)的電壓穩(wěn)定監(jiān)測(cè)方法,在IEEE10機(jī)39節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)上的仿真結(jié)果表明所提方法可有效跟蹤系統(tǒng)電壓穩(wěn)定水平的變化,準(zhǔn)確定位電壓薄弱節(jié)點(diǎn)及失穩(wěn)節(jié)點(diǎn)。 (4)提出了一種基于短路容量的電壓穩(wěn)定控制模型及其求解方法。建立了一種考慮電壓穩(wěn)定性約束的電壓穩(wěn)定控制模型,通過(guò)系統(tǒng)側(cè)發(fā)電機(jī)端電壓控制和負(fù)荷側(cè)無(wú)功補(bǔ)償及切負(fù)荷等綜合控制手段,保證故障情況下系統(tǒng)的電壓穩(wěn)定水平在允許的范圍。提出了一種利用粒子群算法求解上述電壓穩(wěn)定控制模型的方法,并給出了基于短路容量的電壓穩(wěn)定控制方法的在線應(yīng)用策略。在IEEE10機(jī)39節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)上的仿真結(jié)果表明該控制方法能夠有效保證系統(tǒng)故障后的電壓穩(wěn)定水平,維持系統(tǒng)電壓穩(wěn)定運(yùn)行。 (5)將所提出的基于短路容量的電壓穩(wěn)定監(jiān)控方法應(yīng)用于實(shí)際電網(wǎng)中,開(kāi)發(fā)了一套基于短路容量的電壓穩(wěn)定監(jiān)控系統(tǒng)。利用電網(wǎng)實(shí)際故障數(shù)據(jù),將該系統(tǒng)控制效果與電力系統(tǒng)實(shí)際AVC的控制效果進(jìn)行了對(duì)比分析。結(jié)果表明,在控制變量基本相同的情況下,所提監(jiān)控方法在電壓調(diào)整、網(wǎng)損增量、電壓穩(wěn)定水平波動(dòng)等方面具有比AVC更好的控制效果。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：武漢大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：TM712

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本文編號(hào)：2253931