基于廣域測量信號的電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定預(yù)測及時滯穩(wěn)定域研究.pdf

1、基于同步相量測量和現(xiàn)代通信技術(shù)的廣域測量系統(tǒng)（Wide Area Measurement System，WAMS）可以提供電力系統(tǒng)多個節(jié)點的同步信號，這些廣域信號均是實時測得的，具有較高的精度和可信度。廣域信號在精度和速度上的提高給暫態(tài)穩(wěn)定預(yù)測的實用化帶來了新進展，出現(xiàn)了一些基于WAMS實測數(shù)據(jù)的電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定預(yù)測的新方法。同時，WAMS也為廣域控制帶來了新的契機，然而廣域信號的時滯對電力系統(tǒng)小擾動穩(wěn)定性的影響不可忽略，確定電力系統(tǒng)保

2、持小擾動穩(wěn)定所能承受的最大時滯對于合理利用WAMS數(shù)據(jù)、評估廣域控制效果具有重要意義。 本文研究了廣域測量信號在電力系統(tǒng)穩(wěn)定性分析中的應(yīng)用，重點在基于WAMS的暫態(tài)穩(wěn)定預(yù)測和計及廣域信號時滯的電力系統(tǒng)時滯穩(wěn)定域評估兩方面進行了研究。全文主要包括以下幾個部分： 簡要介紹了WAMS的基本概念以及在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用，綜述了電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定分析的傳統(tǒng)方法以及WAMS為電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定分析帶來的新思路。總結(jié)了WAMS的時滯特性以及

3、廣域電力系統(tǒng)時滯現(xiàn)象的研究現(xiàn)狀。 提出了一種基于WAMS的快速暫態(tài)穩(wěn)定預(yù)測算法。該方法在從WAMS獲得的實時廣域測量信號的基礎(chǔ)上，采用了一種在機器人領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用的抓球算法，利用粒子群優(yōu)化算法對該算法進行優(yōu)化，可以快速預(yù)測故障后各發(fā)電機的轉(zhuǎn)子角，根據(jù)發(fā)電機轉(zhuǎn)子角偏離系統(tǒng)的慣性中心是否超過一定的角度可以判斷該發(fā)電機是否與系統(tǒng)失去同步。預(yù)測的結(jié)果可用于在線失穩(wěn)預(yù)警或就地控制，測試系統(tǒng)的仿真結(jié)果證明了該方法的有效性。 研究了廣

4、域信號時滯對電力系統(tǒng)小擾動穩(wěn)定性的影響。首先介紹了時滯動力系統(tǒng)的模型以及穩(wěn)定性，將計及廣域信號時滯的電力系統(tǒng)模型建模為時滯微分代數(shù)方程組，然后分析了時滯電力系統(tǒng)的小擾動穩(wěn)定性，最后通過實例研究了廣域信號的時滯對電力系統(tǒng)小擾動穩(wěn)定性的影響。 基于特征根聚類處理法進行了單時滯電力系統(tǒng)時滯穩(wěn)定裕度的研究。首先介紹了具有單時滯反饋信號的電力系統(tǒng)模型和時滯穩(wěn)定裕度的定義，然后引入了特征根聚類處理法來求解單時滯電力系統(tǒng)的時滯穩(wěn)定裕度，該方法

5、通過Rekasius變換將系統(tǒng)特征方程在虛軸上轉(zhuǎn)化為多項式方程，利用傳統(tǒng)的Routh判據(jù)得到了系統(tǒng)不穩(wěn)定特征根個數(shù)在復(fù)平面的分布情況，進而得到了系統(tǒng)的時滯穩(wěn)定裕度。該方法可以準確求解各種單時滯系統(tǒng)的時滯穩(wěn)定裕度，最后用時域仿真驗證了結(jié)果的準確性。 針對具有單輸入反饋控制的單時滯電力系統(tǒng)，提出了一種求解時滯穩(wěn)定裕度的簡便方法。該方法將含有指數(shù)項的特征方程在虛軸上轉(zhuǎn)化為多項式方程進行研究，無需任何中間變量代換，處理方法簡單，計算量小

6、。利用該方法得到了測試系統(tǒng)的時滯穩(wěn)定裕度，并且研究了勵磁系統(tǒng)參數(shù)的變化對系統(tǒng)時滯穩(wěn)定裕度的影響，最后通過與其他方法的比較和時域仿真驗證了該方法的有效性。 基于改進的特征根聚類處理法進行了多時滯電力系統(tǒng)時滯穩(wěn)定域的研究。首先介紹了一種研究多時滯電力系統(tǒng)時滯穩(wěn)定域的特征根聚類法，然后引入了Building Block的概念作為特征根聚類法的基礎(chǔ)，簡化了系統(tǒng)時滯穩(wěn)定域的求解。對裝設(shè) TCSC控制器的測試系統(tǒng)進行了多時滯穩(wěn)定域研究，得到