電力系統(tǒng)參數(shù)化問題的多項(xiàng)式逼近方法及其在交直流受端系統(tǒng)分析中的應(yīng)用.pdf

1、能源分布不均的現(xiàn)狀決定著我國未來能源的發(fā)展必然依賴電力的遠(yuǎn)距離大容量輸送，高壓直流輸電技術(shù)的發(fā)展為此提供了堅(jiān)實(shí)的技術(shù)支撐。隨著特高壓交直流系統(tǒng)的發(fā)展，交直流混聯(lián)系統(tǒng)的安全穩(wěn)定得到了廣泛關(guān)注，其中受端系統(tǒng)的換相失敗故障對(duì)電力系統(tǒng)的安全構(gòu)成了嚴(yán)重威脅。本文圍繞著多項(xiàng)式逼近理論及其在交直流受端電網(wǎng)分析中的應(yīng)用進(jìn)行了深入分析和探討。在理論層面上，研究了電力系統(tǒng)參數(shù)化問題的多項(xiàng)式逼近及其快速求解方法;在應(yīng)用層面上，基于多項(xiàng)式逼近方法對(duì)換相失敗的預(yù)

2、防及連續(xù)換相失敗的抵御等問題進(jìn)行了研究。
　　在電力系統(tǒng)分析中，有一大類問題是研究某些參數(shù)（或輸入量）的變化對(duì)系統(tǒng)狀態(tài)（或輸出量）的影響，在本文中統(tǒng)一稱為“參數(shù)化問題”，即所研究的問題依賴于參數(shù)的變化。針對(duì)電力系統(tǒng)分析中的諸多參數(shù)化問題，本文提出了基于Galerkin法的多項(xiàng)式逼近方法。該方法采用積分形式的內(nèi)積投影來構(gòu)造待定系數(shù)的Galerkin方程，而非利用某個(gè)采樣點(diǎn)的局部信息來進(jìn)行多項(xiàng)式逼近，因此是全局意義上的逼近。該方法具有

3、優(yōu)秀的誤差收斂特性，且在正交基下可以獲得給定階數(shù)下的最優(yōu)逼近。本文通過幾個(gè)不同的算例分析展示了算法的基本特性和在實(shí)際問題中的應(yīng)用潛力。
　　高維數(shù)、多參數(shù)是電力系統(tǒng)的一大基本特點(diǎn)，多項(xiàng)式逼近在電力系統(tǒng)分析中應(yīng)用時(shí)會(huì)出現(xiàn)“維數(shù)災(zāi)”的求解困難，尋找快速高效的求解方法對(duì)于多項(xiàng)式逼近的應(yīng)用是至關(guān)重要的。針對(duì)該問題，本文提出了基于廣義Galerkin法的多項(xiàng)式逼近快速求解方法。該方法通過選取特殊的試探基和測(cè)試基來構(gòu)造特殊形式的Galerki

4、n方程，以實(shí)現(xiàn)系數(shù)的低維求解。該方法逐步求解各個(gè)基所對(duì)應(yīng)的系數(shù)，避免了一次性求解高維的系數(shù)耦合方程。算例分析表明，所提方法可以大大提高多項(xiàng)式逼近的計(jì)算效率。
　　基于上述理論方面的研究工作，本文對(duì)交直流受端系統(tǒng)應(yīng)用中的參數(shù)化問題進(jìn)行了深入分析。具體來說，從交直流受端電網(wǎng)的換相失敗問題出發(fā)，分別在預(yù)防換相失敗和抵御連續(xù)換相失敗兩個(gè)方面開展了研究工作。
　　在受端電網(wǎng)換相失敗的研究中，大多對(duì)交流側(cè)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行戴維南等效處理，因此無法

5、考慮交流電網(wǎng)不同故障位置的影響。本文將交流網(wǎng)絡(luò)中的故障位置視為參數(shù)，則故障發(fā)生位置對(duì)換相失敗影響的分析可看作參數(shù)化問題，然后基于故障域同步調(diào)相機(jī)對(duì)換相失敗的預(yù)防能力的影響進(jìn)行了分析研究。利用多項(xiàng)式逼近方法，快速準(zhǔn)確地計(jì)算出觸發(fā)換相失敗的故障位置臨界點(diǎn)，從而得到換相失敗的故障域?；诖?，提出了換相失敗預(yù)防能力的量化評(píng)估指標(biāo)和同步調(diào)相機(jī)安裝位置的優(yōu)化算法。通過算例分析，驗(yàn)證了多項(xiàng)式逼近在故障域求解中的有效性，并分析了加裝同步調(diào)相機(jī)對(duì)換相失敗

6、預(yù)防能力的影響。
　　換相失敗發(fā)生后，換相電壓的恢復(fù)對(duì)抵御連續(xù)換相失敗是非常重要的。若直流系統(tǒng)無法從換相失敗中及時(shí)恢復(fù)，連續(xù)換相失敗將會(huì)導(dǎo)致直流閉鎖。由于同步調(diào)相機(jī)和并聯(lián)電容器具有不同的動(dòng)態(tài)特性，因此換流站內(nèi)同步調(diào)相機(jī)和并聯(lián)電容器的不同穩(wěn)態(tài)出力配置會(huì)影響暫態(tài)過程的電壓響應(yīng)。本文將時(shí)間及動(dòng)/靜態(tài)無功的穩(wěn)態(tài)出力配比視為參數(shù)，將其轉(zhuǎn)化為參數(shù)化問題，把多項(xiàng)式逼近方法拓展到時(shí)域過程的分析中。與傳統(tǒng)的采樣法和數(shù)值積分方法不同，本文利用Gale