【摘要】：摘要：大區(qū)域互聯(lián)電網(wǎng)已經(jīng)成為國內(nèi)外電力系統(tǒng)發(fā)展的必然趨勢,電網(wǎng)的動態(tài)安全穩(wěn)定問題也變得日益嚴(yán)峻。當(dāng)發(fā)生嚴(yán)重的級聯(lián)故障時,電網(wǎng)系統(tǒng)會面臨著大面積停電事故的風(fēng)險。解列控制作為電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定控制的最后一道防線,能夠有效地防止故障的擴(kuò)散和全系統(tǒng)的崩潰。針對主動解列控制中不同故障模式下的發(fā)電機(jī)群在線同調(diào)識別、最佳解列斷面搜索和孤島內(nèi)實時校正控制三個關(guān)鍵問題,分別展開了系統(tǒng)的理論研究和分析。充分利用廣域量測系統(tǒng)提供的故障后的動態(tài)信息,提出了一套完整的大電網(wǎng)主動解列控制策略,并通過仿真算例驗證了所提出方法的有效性和適用性,主要工作如下： 在發(fā)電機(jī)群同調(diào)識別方面,提出了基于核空間的改進(jìn)拉普拉斯特征映射算法的發(fā)電機(jī)在線同調(diào)識別方法。研究分析多時間尺度系統(tǒng)中的慢模式數(shù)和同調(diào)分群數(shù)的關(guān)聯(lián),基于慢同調(diào)理論的最優(yōu)同調(diào)分群引入樣本學(xué)習(xí)類別信息。以WAMS提供的故障后發(fā)電機(jī)受擾軌跡作為研究對象,在核空問坐標(biāo)系中,結(jié)合樣本學(xué)習(xí)類別信息建立核空間距離度量,利用拉普拉斯特征映射進(jìn)行低維數(shù)據(jù)流形嵌入特征提取。并利用余弦相似度因子映射到三維空間坐標(biāo)系下,直觀清晰反映發(fā)電機(jī)組的同調(diào)識別結(jié)果。分析不同故障模式下,利用改進(jìn)拉普拉斯特征映射算法識別發(fā)電機(jī)同調(diào)機(jī)群的有效性和對不同故障模式的適應(yīng)性。該方法能充分考慮不同故障場景的動態(tài)特性和系統(tǒng)的非線性時變特性,使得主動解列控制具有了同調(diào)性和選擇性。 在解列斷面搜索方面,提出了基于圖譜最優(yōu)分割算法和啟發(fā)式變鄰域搜索算法的最佳解列斷面搜索方法。基于同調(diào)識別結(jié)果,利用發(fā)電機(jī)虛擬節(jié)點聚合方法實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)簡化,縮小解列斷面的搜索空間。基于簡化后的系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?通過分析拉普拉斯圖譜的多分區(qū)算法,提出了綜合考慮輸電線路有功功率和電氣距離來定義圖譜權(quán)重的擴(kuò)展拉普拉斯分割算法,得到的改進(jìn)解列斷面減小了凈不平衡功率。在此基礎(chǔ)上,提出了考慮功率方向的啟發(fā)式變鄰域搜索算法來優(yōu)化解列斷面。它是以改進(jìn)解列斷面作為初始解集,利用分組并行方法系統(tǒng)地改變鄰域結(jié)構(gòu)集來拓展搜索范圍,能夠考慮同調(diào)發(fā)電機(jī)組的聚合和支路有功潮流方向,進(jìn)一步減小了解列后孤島內(nèi)的凈不平衡功率和主動解列控制對系統(tǒng)的沖擊,使得主動解列控制具有了協(xié)調(diào)性。 在解列后電力孤島內(nèi)校正控制方面,提出了綜合解列斷面雙向潮流跟蹤算法和直流潮流算法的快速切機(jī)切負(fù)荷控制方法。通過解列斷面支路對發(fā)電機(jī)和負(fù)荷功率的靈敏度分析,提出了基于解列斷面各支路的雙向潮流跟蹤算法,確定孤島內(nèi)發(fā)電機(jī)和負(fù)荷的調(diào)整對象和調(diào)整量。利用直流潮流算法對電力孤島實施切機(jī)切負(fù)荷控制的功率平衡和支路潮流約束進(jìn)行校驗,再結(jié)合PQ潮流分解法驗證是否滿足節(jié)點電壓約束,最后得到能保證電力孤島穩(wěn)定運行的最優(yōu)切機(jī)切負(fù)荷量�；谛掠⒏裉m39節(jié)點系統(tǒng)設(shè)計仿真算例,結(jié)果表明孤島控制后能夠保證系統(tǒng)的同步穩(wěn)定運行和頻率穩(wěn)定,具有較好的控制效果,解決了解列后各電力孤島內(nèi)的功率平衡和穩(wěn)定運行,提高了孤島內(nèi)校正控制的求取速度和精度,實現(xiàn)了主動解列控制的穩(wěn)定性。 綜上,論文利用廣域測量系統(tǒng)提供的系統(tǒng)全局動態(tài)實時信息,針對主動解列控制中的發(fā)電機(jī)群同調(diào)識別、解列斷面搜索和解列后電力孤島校正控制三個關(guān)鍵問題進(jìn)行深入研究,提出了一套完整的基于WAMS信息的大區(qū)域互聯(lián)電網(wǎng)的主動解列控制策略,實現(xiàn)了主動解列控制的同調(diào)性、選擇性、協(xié)調(diào)性和穩(wěn)定性,增強(qiáng)了電力系統(tǒng)第三道防線,以避免大停電事故的發(fā)生。
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【學(xué)位授予單位】：北京交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TM732

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2465915