隨著分布式電源大量接入以及電動(dòng)汽車快速增加,配電網(wǎng)動(dòng)態(tài)行為愈加復(fù)雜。為了保證低壓電網(wǎng)安全、穩(wěn)定運(yùn)行,對(duì)于配電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)顯得尤為重要。但是,配電網(wǎng)所監(jiān)測(cè)到的動(dòng)態(tài)是高壓主網(wǎng)動(dòng)態(tài)與就地動(dòng)態(tài)的耦合,其既能反映主網(wǎng)動(dòng)態(tài)又存在就地動(dòng)態(tài)行為,這一現(xiàn)象已被山東大學(xué)所研發(fā)的輕型廣域測(cè)量系統(tǒng)(Wide-area Measurement System Light,WAMS Light)所證實(shí)。為了提高配電網(wǎng)量測(cè)數(shù)據(jù)的可用性,將數(shù)據(jù)中反映不同動(dòng)態(tài)的數(shù)據(jù)用于不同的分析控制場(chǎng)景,需要研究高、低壓電網(wǎng)動(dòng)態(tài)行為的耦合特征和解耦處理方法。本文的主要研究?jī)?nèi)容如下:(1)為了揭示低壓電網(wǎng)量測(cè)數(shù)據(jù)反映主網(wǎng)動(dòng)態(tài)的能力,從理論分析和數(shù)理統(tǒng)計(jì)兩個(gè)層面分析了大擾動(dòng)后高、低壓電網(wǎng)頻率、電壓和相角響應(yīng)的相關(guān)性�；趧�(dòng)態(tài)頻率的定義和傳輸矩陣?yán)碚?提出了大擾動(dòng)后高、低壓電網(wǎng)之間頻率、電壓和相角的函數(shù)關(guān)系式;通過(guò)一個(gè)算例驗(yàn)證了理論分析的有效性,并通過(guò)相關(guān)系數(shù)和線性回歸方法再次量化分析了高、低壓電網(wǎng)動(dòng)態(tài)響應(yīng)相關(guān)性。(2)基于疊加定理和補(bǔ)償電流法分析了高、低壓電網(wǎng)動(dòng)態(tài)行為的耦合機(jī)理。基于耦合機(jī)理和傳輸矩陣?yán)碚?分析比較了高、低壓電網(wǎng)電壓和相角對(duì)于大擾動(dòng)和低壓電網(wǎng)就地?cái)_動(dòng)的響應(yīng)幅度;通過(guò)全局靈敏度分析,提取了影響高壓電網(wǎng)對(duì)就地?cái)_動(dòng)響應(yīng)幅度的主要因素,即就地?cái)_動(dòng)類型、高壓母線短路容量和擾動(dòng)點(diǎn)低壓母線負(fù)荷量;建立了高、低壓電網(wǎng)動(dòng)態(tài)響應(yīng)的數(shù)學(xué)模型,闡述了模型各部分的物理意義,討論了在不同就地?cái)_動(dòng)、不同電網(wǎng)參數(shù)條件下各部分的特點(diǎn);通過(guò)算例仿真驗(yàn)證了耦合機(jī)理和響應(yīng)幅度分析結(jié)果的有效性。(4)分析了低壓電網(wǎng)對(duì)于大擾動(dòng)和就地?cái)_動(dòng)的響應(yīng)特征。分析了多種典型的大擾動(dòng)和就地?cái)_動(dòng)發(fā)生后低壓電網(wǎng)動(dòng)態(tài)響應(yīng)的軌跡特征;提出了一種擾動(dòng)傳播范圍參數(shù),能夠準(zhǔn)確地反映擾動(dòng)在低壓電網(wǎng)中的傳播范圍,并量化分析了兩類擾動(dòng)在低壓電網(wǎng)的傳播范圍;通過(guò)算例仿真驗(yàn)證了低壓電網(wǎng)響應(yīng)特征分析結(jié)果的有效性。(5)考慮多次就地?cái)_動(dòng)發(fā)生的場(chǎng)景,提出了一種的針對(duì)電壓和相角的高、低壓電網(wǎng)動(dòng)態(tài)行為解耦算法。結(jié)合問(wèn)題特征,分析了電壓、相角解耦問(wèn)題的數(shù)學(xué)本質(zhì);根據(jù)大擾動(dòng)和就地?cái)_動(dòng)在傳播范圍特征上的明顯差異將該問(wèn)題轉(zhuǎn)化為矛盾方程組的求解問(wèn)題,再采用復(fù)最小二乘法估計(jì)其解得到各擾動(dòng)的相量、電壓和相角響應(yīng),實(shí)現(xiàn)解耦。通過(guò)一個(gè)算例驗(yàn)證了解耦方法的有效性。
【學(xué)位單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TM76
【部分圖文】：

電壓和頻率不變，但當(dāng)ｔ／（〇和＜５〇（〇的變化速度較快時(shí)，將出現(xiàn)同一周波內(nèi)的電壓和??相角的大幅度變化，在一個(gè)周波內(nèi)波形己非正弦，其最嚴(yán)重的情況即電壓和相角突變，??如圖２－１所示。??－－…［＼ＺＷｖｗ??（ａ）電壓、相角突變?（ｂ）電壓快速下降??圖２－１電壓波形的快速變化??本文以機(jī)電暫態(tài)中母線動(dòng)態(tài)頻率／（〇、正序電壓同步相量的幅值以（／）和相角火／）??（下文中簡(jiǎn)稱頻率、電壓和相角）來(lái)描述電網(wǎng)的動(dòng)態(tài)行為。??２．２電網(wǎng)動(dòng)態(tài)響應(yīng)相關(guān)性的理論分析??２．２．１多電壓等級(jí)電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)??通常，高壓電網(wǎng)是指２２０ｋＶ及以上電壓等級(jí)的輸電網(wǎng)絡(luò)，其網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)多為多回??路的環(huán)網(wǎng)式結(jié)構(gòu)。配電網(wǎng)是指ｌ］０ｋＶ及以下電壓等級(jí)的電網(wǎng)，并分為高壓配電網(wǎng)??（１１０／６６／３５ｋＶ）、中壓配電網(wǎng)（１０／６ｋＶ）和低壓配電網(wǎng)（０．４ｋＶ）。高壓配電網(wǎng)存在輻??射狀結(jié)構(gòu)且中、低壓配電網(wǎng)一般均為輻射狀運(yùn)行。中、低壓配電網(wǎng)距離負(fù)荷較近，且??電壓水平最低，通常被稱為低壓電網(wǎng)。但是低壓配電網(wǎng)（０．４ｋＶ）為三相四線制，需??考慮負(fù)荷多相不平衡所帶來(lái)的諸多問(wèn)題。本文選�。保埃耄蛛娋W(wǎng)作為低壓電網(wǎng)研宄對(duì)象，??并選�。玻玻埃耄蛛娋W(wǎng)作為高壓電網(wǎng)。??圖２－２展示了一個(gè)典型的無(wú)源多電壓等級(jí)電網(wǎng)，其配電網(wǎng)通過(guò)２２０ｋＶ變壓器和母??線與大電網(wǎng)相連。其主要元件為輸電線路、變壓器、負(fù)荷以及無(wú)功補(bǔ)償元件。為了簡(jiǎn)??化描述，本文將２２０ｋＶ母線和變壓器也作為配電網(wǎng)的一部分。??１２??

和隊(duì)分別為２２０ｋＶ和ｌＯｋＶ節(jié)點(diǎn)，分別代表高、低壓電網(wǎng)，二者的??連接通路中存在眾多分支。為了簡(jiǎn)化分析，可將輻射狀網(wǎng)絡(luò)的某些分支用等效負(fù)荷代??替，并用雙繞組變壓器代替三繞組變壓器，得到如圖２－３所示的直線型電網(wǎng)。??，?＇亡ｈ?ＵＬ??２２０／１１０?線路］１１＾５?線路２?３５（１０?線路３?線路４??大電網(wǎng)?ＧＤ?ＧＤ?ＱＤ?＿????ＹＮｙｎ?Ｈ?ＹＮＤ１１?Ｈ?ｔ?ＹＮＤ１１?Ｈ?Ｍ?Ｍ??Ｂｈ?Ｂ，＼??Ｉ?ｔ?Ｘ?▼?▼?▼??負(fù)荷１?負(fù)荷２無(wú)功補(bǔ)償?負(fù)荷３?負(fù)荷４?負(fù)荷５??圖２－３多電壓等級(jí)直線型電網(wǎng)??２．２．２高、低壓電網(wǎng)頻率的相關(guān)性??根據(jù)式（２－５），高、低壓電網(wǎng)節(jié)點(diǎn)電壓分別為??ｕＨ?（〇?＝?ｙｆ２ＵＨ?（／）ｃｏｓ（２＾－／〇／?＋?Ｊ〇?２Ｍ／Ｗ?（ｔ）ｄ／?＋?Ｓ０Ｈ?（／））?（２－１０）??ｕＬ（ｔ）?＝?＼ｆ２Ｕ，Ｘｌ）ｃｏｓ（２７ｒ／〇ｔ?＋?ｆ?２＾Ａｆ，Ｘｔ）ｄｔ?＋?Ｓ〇，Ｘ〇）?（２－１１）??Ｊ〇??其中，ｔ；ｗ（〇、ｆ／Ａ（／）為高、低壓電網(wǎng)電壓有效值，４／＾（０、４／１（０為動(dòng)態(tài)頻率偏移量，??５〇ｗ（Ｚ）、為初相。??對(duì)于／〇時(shí)刻，節(jié)點(diǎn)及／頻率為／以／〇）。若在［／。，１／／以／（））＋／。］時(shí)段內(nèi)，％（／）基本不??變且＆；ｙ（／）無(wú)突變

?ｌＯｋＶ??３５ｋＶ??圖２－２多電壓等級(jí)輻射型電網(wǎng)??上圖中，和隊(duì)分別為２２０ｋＶ和ｌＯｋＶ節(jié)點(diǎn)，分別代表高、低壓電網(wǎng)，二者的??連接通路中存在眾多分支。為了簡(jiǎn)化分析，可將輻射狀網(wǎng)絡(luò)的某些分支用等效負(fù)荷代??替，并用雙繞組變壓器代替三繞組變壓器，得到如圖２－３所示的直線型電網(wǎng)。??，?＇亡ｈ?ＵＬ??２２０／１１０?線路］１１＾５?線路２?３５（１０?線路３?線路４??大電網(wǎng)?ＧＤ?ＧＤ?ＱＤ?＿????ＹＮｙｎ?Ｈ?ＹＮＤ１１?Ｈ?ｔ?ＹＮＤ１１?Ｈ?Ｍ?Ｍ??Ｂｈ?Ｂ，＼??Ｉ?ｔ?Ｘ?▼?▼?▼??負(fù)荷１?負(fù)荷２無(wú)功補(bǔ)償?負(fù)荷３?負(fù)荷４?負(fù)荷５??圖２－３多電壓等級(jí)直線型電網(wǎng)??２．２．２高、低壓電網(wǎng)頻率的相關(guān)性??根據(jù)式（２－５），高、低壓電網(wǎng)節(jié)點(diǎn)電壓分別為??ｕＨ?（〇?＝?ｙｆ２ＵＨ?（／）ｃｏｓ（２＾－／〇／?＋?Ｊ〇?２Ｍ／Ｗ?（ｔ）ｄ／?＋?Ｓ０Ｈ?（／））?（２－１０）??ｕＬ（ｔ）?＝?＼ｆ２Ｕ，Ｘｌ）ｃｏｓ（２７ｒ／〇ｔ?＋?ｆ?２＾Ａｆ，Ｘｔ）ｄｔ?＋?Ｓ〇，Ｘ〇）?（２－１１）??Ｊ〇??其中
【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2862047