基于WAMS信息的大區(qū)域互聯(lián)電網(wǎng)主動解列控制策略研究.pdf

1、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峻。當發(fā)生嚴重的級聯(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

2、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)電機群同調(diào)識別方面，提出了基于核空間的改進拉普拉斯特征映射算法的發(fā)電機在線同調(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)分群引入樣本學習類別信息。以WAMS提供的故障后發(fā)電機受擾軌跡作為研究對象，在核空間坐標系中，結(jié)合樣本學習類別信息建立核空間距離度量，利用拉普拉斯特征映射進行低維數(shù)據(jù)流形嵌入

3、特征提取。并利用余弦相似度因子映射到三維空間坐標系下，直觀清晰反映發(fā)電機組的同調(diào)識別結(jié)果。分析不同故障模式下，利用改進拉普拉斯特征映射算法識別發(fā)電機同調(diào)機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?；谕{(diào)識別結(jié)果，利用發(fā)電機虛擬節(jié)點聚合方法實

4、現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)簡化，縮小解列斷面的搜索空間?；诤喕蟮南到y(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓撲，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)重的擴展拉普拉斯分割算法，得到的改進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)電機組的聚合和支路有功潮流方向，進一步減小了解列后孤島內(nèi)的凈不

5、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切負荷控制方法。通過解列斷面支路對發(fā)電機和負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)電機和負荷的調(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切負荷控制的功率平衡和支路潮流約束進行校驗，再結(jié)合PQ潮流分解法驗證是否滿足節(jié)點電壓約束

6、，最后得到能保證電力孤島穩(wěn)定運行的最優(yōu)切機切負荷量?；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)鍵問題進行深入研