隨著區(qū)域電網(wǎng)互聯(lián)和電網(wǎng)規(guī)模日益擴(kuò)大,以及新能源不斷并入,電力系統(tǒng)的運行方式日趨復(fù)雜,導(dǎo)致我國電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定問題也日益突出。解列作為電網(wǎng)受到大擾動后的最后一道防線,能夠有效地避免故障擴(kuò)散、防止大面積停電事故的發(fā)生。因此,分析和選擇合理的最優(yōu)解列斷面搜索方法,研究解列后孤島的穩(wěn)定性問題,對確保電網(wǎng)能夠安全穩(wěn)定可靠的運行有重要的理論意義和實際價值。本文主要依托于國家電網(wǎng)公司科技項目,在查閱了大量文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上,對解列斷面搜索方法以及實施解列控制后孤島的暫態(tài)穩(wěn)定和靜態(tài)穩(wěn)定展開了深入研究。論文完成的主要工作和取得成果如下:(1)總結(jié)了圖論基本理論和電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定及靜態(tài)穩(wěn)定理論。詳細(xì)分析了解列圖論相關(guān)問題的求解思路及求解方法,如聚類分析、最大流最小割、選擇最優(yōu)路徑、圖的遍歷;基于圖論結(jié)合電力系統(tǒng)相關(guān)概念,將電網(wǎng)抽象為符合一定條件的無向點權(quán)圖/邊權(quán)圖;概述了電力系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定和靜態(tài)穩(wěn)定,采用擴(kuò)展等面積法則理論對孤島穩(wěn)定性控制進(jìn)行了一定的機(jī)理分析,為論文的后續(xù)研究提供了理論依據(jù)。(2)研究了互聯(lián)電網(wǎng)解列斷面搜索方法。首先,針對失步解列如何選擇合理的解列斷面,提出了一種以分區(qū)電網(wǎng)結(jié)構(gòu)損壞最小為目標(biāo)的解列斷面優(yōu)化方法,利用解列控制后末端變電站間的電氣距離的變化幅度來表征解列對分區(qū)電網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的破壞程度;其次,針對主動解列最優(yōu)斷面搜索問題,提出一種“分區(qū)+搜索”的二階段最優(yōu)解列斷面搜索方法,以擾動前后各節(jié)點電壓幅值和相角作為特征值,采用模糊C均值聚類算法將電網(wǎng)結(jié)構(gòu)劃分為穩(wěn)定區(qū)域、擾動區(qū)域和解列區(qū)域,在解列區(qū)域以最小潮流沖擊為目標(biāo)函數(shù),最終通過Edmonds-Karp和Dijkstra算法求解出最優(yōu)解列斷面,從而獲得準(zhǔn)確的解列策略。(3)針對解列后孤島暫態(tài)問題和靜態(tài)問題,提出了一種解列后孤島系統(tǒng)的穩(wěn)定性控制策略。首先,基于擴(kuò)展等面積法則聚合兩群失穩(wěn)模式的孤島內(nèi)發(fā)電機(jī),構(gòu)建孤島的等值慣量中心功率及功角解析式,運用靜態(tài)擴(kuò)展等面積法則計算孤島穩(wěn)定裕度,確定切機(jī)切負(fù)荷量;其次,通過直流潮流算法計算解列斷面支路對于發(fā)電機(jī)和負(fù)荷的靈敏度,確定緊急控制對象;為了確保采取緊急控制措施后孤島的穩(wěn)定運行,在緊急控制前采用直流潮流算法計算假設(shè)采取措施后線路的最大輸送容量、節(jié)點電壓是否越限,根據(jù)越限情況調(diào)整控制對象;進(jìn)而,基于緊急控制后的孤島系統(tǒng)運行點,構(gòu)建系統(tǒng)二階狀態(tài)矩陣,計算特征根判斷孤島系統(tǒng)是否存在靜態(tài)工作點。最終,在IEEE 118節(jié)點系統(tǒng)中仿真驗證了該策略的有效性和實用性。
【學(xué)位單位】：武漢大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TM712
【部分圖文】：

也易導(dǎo)致局部高電壓，且解列后分區(qū)電網(wǎng)暫態(tài)穩(wěn)定性變電網(wǎng)出現(xiàn)振蕩。可見，大電網(wǎng)失步解列斷面優(yōu)化除了盡量減需重點避免解列分區(qū)電網(wǎng)形成長鏈?zhǔn)焦╇娊Y(jié)構(gòu)，導(dǎo)致系統(tǒng)出問題。逡逑區(qū)電網(wǎng)結(jié)構(gòu)損壞最小為目標(biāo)的解列斷面優(yōu)化決策逡逑解列斷面的選擇范圍逡逑出現(xiàn)失步振蕩狀態(tài)時，由失步振蕩中心位于的線路或母線組失步斷面兩端的等值機(jī)群間可能有多個割集斷面的存在，將失步振蕩的目的，為了區(qū)分不同的解列斷面，把除失步斷面為次失步斷面。逡逑列控制需要達(dá)到的首要條件為同調(diào)性，即要求將失步的發(fā)電的發(fā)電機(jī)劃分在同一機(jī)群內(nèi)。所以僅能夠在失步斷面和次失且最優(yōu)的解列斷面并在該處實施解列控制。逡逑邐Ｐ邐邐邐邐＾逡逑

如圖３．３所示，兩條曲線分別為系統(tǒng)在失步過程中黃巖－萬縣聯(lián)絡(luò)線的母線電壓位差和黃巖－九盤聯(lián)絡(luò)線的母線電壓相角差。通過電壓相位差判據(jù)［７３］識別系統(tǒng)在Ｌ６６ｓ逡逑時刻出現(xiàn)失步現(xiàn)象，同時該系統(tǒng)的失步振蕩中心位于黃巖－萬縣聯(lián)絡(luò)線。失步斷面另一逡逑通道判斷邏輯不再贅述。下面將洪溝－板橋雙回線簡稱為洪板線，黃巖－萬縣雙回線簡稱逡逑為黃萬線，黃巖－九盤雙回線簡稱黃九線。逡逑——黃萬——黃九逡逑0邋［邐－——逡逑２邐－３６０邋邐逡逑媝邋５４。邐二＾逡逑￣邐－７２０邋邐逡逑－９００邋邐＇邐１邐１邐逡逑０．００邐０．５０邐１．００邐１．５０逡逑時間／ｓ逡逑圖３．３四川與重慶間失步斷面兩端母線的相角差逡逑

逡逑圖３．２華中電網(wǎng)的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)逡逑如圖３．３所示，兩條曲線分別為系統(tǒng)在失步過程中黃巖－萬縣聯(lián)絡(luò)線的母線電壓相逡逑位差和黃巖－九盤聯(lián)絡(luò)線的母線電壓相角差。通過電壓相位差判據(jù)［７３］識別系統(tǒng)在Ｌ６６ｓ逡逑時刻出現(xiàn)失步現(xiàn)象，同時該系統(tǒng)的失步振蕩中心位于黃巖－萬縣聯(lián)絡(luò)線。失步斷面另一逡逑通道判斷邏輯不再贅述。下面將洪溝－板橋雙回線簡稱為洪板線，黃巖－萬縣雙回線簡稱逡逑為黃萬線，黃巖－九盤雙回線簡稱黃九線。逡逑——黃萬——黃九逡逑0邋［邐－——逡逑２邐－３６０邋邐逡逑媝邋５４。邐二＾逡逑￣邐－７２０邋邐逡逑－９００邋邐＇邐１邐１邐逡逑０．００邐０．５０邐１．００邐１．５０逡逑時間／ｓ逡逑圖３．３四川與重慶間失步斷面兩端母線的相角差逡逑在不同調(diào)的兩個發(fā)電機(jī)機(jī)群間同時有兩個斷面能夠?qū)⑹Р綑C(jī)群實施解列控制，其逡逑中失步斷面功率是４０１０ＭＷ，而次失步斷面上的傳輸功率是３６９１ＭＷ，則這兩個斷面逡逑交換功率差值是３１９ＭＷ。分別在這兩個不同的失步斷面上實施解列后，得到如圖３．４逡逑至圖３．６所示的分別為重慶萬縣變電站的電壓變化曲線、重慶珞璜發(fā)電機(jī)組相對三峽發(fā)逡逑電機(jī)組功角變化曲線和受端的重慶地區(qū)母線頻率變化情況。逡逑２５逡逑

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2830662