基于廣域測量系統(tǒng)的電壓穩(wěn)定分析、評估及控制.pdf

1、隨著電力通訊和廣域測量(WAMS)技術(shù)的發(fā)展，電力系統(tǒng)的實時運行信息能夠可靠和準(zhǔn)確獲得，并且可以同時在時間和空間的兩維坐標(biāo)下實時研究和觀察動態(tài)系統(tǒng)行為。因此，如何利用這些信息實施更有效的控制以應(yīng)對電力系統(tǒng)的擾動、實施廣域監(jiān)測、在線預(yù)警和控制受到關(guān)注，本課題針對基于廣域測量系統(tǒng)的電壓穩(wěn)定及控制策略進行研究。
　　 近年來在世界范圍內(nèi)發(fā)生了多起電壓失穩(wěn)事件，促使電力界對電壓穩(wěn)定問題更為重視，它的警示作用使各國對電力系統(tǒng)安全問題都加強

2、了防范。如何充分利用PMU相量測量，使其能在電壓穩(wěn)定性實時預(yù)測中發(fā)揮作用，為保證電網(wǎng)安全、經(jīng)濟運行服務(wù)，具有重要的安全、經(jīng)濟意義。我國是目前世界上安裝PMU最多的國家，充分利用PMU的功能，建設(shè)具有中國特色的智能電網(wǎng)，實現(xiàn)輸電網(wǎng)的有效預(yù)警、提高其安全性和自愈能力是電力工作者面臨的挑戰(zhàn)。
　　 本論文對目前廣域測量系統(tǒng)的發(fā)展和應(yīng)用做了總結(jié)，并且借鑒國外經(jīng)驗，主要研究了PMU在廣域測量系統(tǒng)中的一些應(yīng)用，首先提出了一種對PMU的實時采

3、樣數(shù)據(jù)修正方法，解決了在頻率偏差較小時可能出現(xiàn)的0/0型數(shù)據(jù)漂移的問題。然后采用多目標(biāo)優(yōu)化算法，得到系統(tǒng)N-1情況下的PMU優(yōu)化配置方案。提出了一種基于矩陣攝動的譜聚類方法對電網(wǎng)進行分區(qū)，每個分區(qū)采用發(fā)電機節(jié)點無功變化量和負(fù)荷節(jié)點電壓變化量為指標(biāo)在線識別系統(tǒng)的電壓薄弱節(jié)點，進而對電壓薄弱節(jié)點提出了一種基于偏差量修正的迭代算法，實時跟蹤戴維南等值參數(shù)，得到了靜態(tài)電壓分析的指標(biāo);使用記分準(zhǔn)則對特征屬性進行初步降維后，對已有的主成分析方法進行

4、一些改進，將降維后的屬性進行分類，分別提取主成分，把各類主成分合并起來作為支持向量機的訓(xùn)練輸入，最終得到了靜態(tài)電壓穩(wěn)定的分類器，同時提出了一種基于PMU的在線電壓安全評估算法:利用電網(wǎng)數(shù)據(jù)庫已有的數(shù)據(jù)離線建立電壓安全評估決策樹，根據(jù)PMU的實時采樣數(shù)據(jù)動態(tài)對決策樹進行更新，形成動態(tài)決策樹，在線對電壓安全進行監(jiān)控，得到靜態(tài)電壓評估的兩個指標(biāo);基于PMU測量信息的軌跡，提出了以二元數(shù)據(jù)表示暫態(tài)電壓安全問題的方法，通過電壓閾值和臨界電壓偏移持

5、續(xù)時間來判別電壓安全;分別通過一次、二次擬合，將臨界電壓偏移持續(xù)時間轉(zhuǎn)換為電壓形式的信息表達，此外提出了一種判別含有感應(yīng)電動機暫態(tài)電壓穩(wěn)定的方法，將電壓跌落和導(dǎo)納變化指標(biāo)作為識別暫態(tài)電壓穩(wěn)定的綜合判據(jù)，得到了暫態(tài)電壓評估方法和分析指標(biāo)。最后基于已有的PMU數(shù)據(jù)，考慮到系統(tǒng)動態(tài)特性，主要挖掘了電壓穩(wěn)定的動態(tài)穩(wěn)定指標(biāo)，并推導(dǎo)了動態(tài)負(fù)荷模型電壓動態(tài)線性指標(biāo)的靈敏度，將其作為實施切負(fù)荷的作用因子;建立了以切負(fù)荷量最小為目標(biāo)函數(shù)和電壓指標(biāo)偏差量為

6、約束條件的切負(fù)荷優(yōu)化模型;首次實現(xiàn)了分區(qū)多步切負(fù)荷的算法，提出以電壓越限和指標(biāo)超標(biāo)的節(jié)點按嚴(yán)重程度進行動態(tài)排序，并實施多步動態(tài)優(yōu)化切負(fù)荷。文中采用matlab編程，將PSSE，PSASP，BAP三個電力系統(tǒng)仿真軟件的電網(wǎng)實際運行數(shù)據(jù)導(dǎo)入數(shù)據(jù)庫，并編寫了潮流、時域仿真，頻率修正，實時戴維南等值，決策樹，數(shù)據(jù)挖掘，薄弱電壓節(jié)點識別，復(fù)雜網(wǎng)路分區(qū)，狀態(tài)估計，以及PMU優(yōu)化配置和實時優(yōu)化切負(fù)荷多目標(biāo)優(yōu)化算法程序，采用IEEE-14節(jié)點，IEEE