基于廣域測量系統(tǒng)的電力系統(tǒng)低頻振蕩模態(tài)分析研究.pdf

1、近年來，隨著社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，互聯(lián)電網(wǎng)的規(guī)模變得越來越大，大區(qū)電網(wǎng)的互聯(lián)在提高電力系統(tǒng)運行經(jīng)濟性的同時使整個互聯(lián)系統(tǒng)的動態(tài)特性變得更為復(fù)雜，用電負(fù)荷的不斷增加也給電力傳輸帶來前所未有的挑戰(zhàn)。在此電力行業(yè)發(fā)展背景下，作為電力系統(tǒng)穩(wěn)定與控制理論研究中熱點問題之一的電力系統(tǒng)低頻振蕩就越發(fā)顯得重要。電力系統(tǒng)低頻振蕩的出現(xiàn)會限制區(qū)域電網(wǎng)間的功率支援和電量交換，在嚴(yán)重情況下甚至?xí)斐上到y(tǒng)解列、大面積停電等事故。
　　 由于電力系統(tǒng)低頻振蕩

2、問題的重要性，因此學(xué)術(shù)界和工業(yè)界對它給予了很多的關(guān)注，出現(xiàn)了眾多的不同方法對其進行研究分析。按照低頻振蕩分析數(shù)據(jù)源的不同可將低頻振蕩的分析方法劃分為基于模型數(shù)據(jù)的分析方法和基于量測數(shù)據(jù)的分析方法等兩類。第一種方法需要建立電力系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型并在確定的運行方式下進行分析，這在大電網(wǎng)互聯(lián)的形勢下由于電網(wǎng)復(fù)雜、運行狀況不確定性增強而變得困難。實際上，發(fā)生低頻振蕩時電力系統(tǒng)的運行變量直接包含著振蕩信息，因此第二種方法即利用實測數(shù)據(jù)進行分析的方法目

3、前得到了廣泛的應(yīng)用。
　　 廣域測量系統(tǒng)（Wide Area Measurement System，WAMS）由相量測量單元（Phasor Measurement Unit，PMU）同步采集廣域電網(wǎng)的實時運行參數(shù)，借助高速通信網(wǎng)絡(luò)傳輸至數(shù)據(jù)處理中心站，得到同一時間坐標(biāo)下電網(wǎng)全局的動態(tài)信息。電力廣域頻率監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)（Wide Area Frequency Monitoring Network，F(xiàn)NET）是一種使用配電網(wǎng)電力插座作為驅(qū)動

4、源和測量源的新型廣域測量系統(tǒng)，具有低成本、易安裝、高精度等優(yōu)點，目前已經(jīng)在北美電網(wǎng)得到廣泛的部署。
　　 在使用FNET實際測量數(shù)據(jù)對美國東部互聯(lián)電網(wǎng)低頻振蕩進行模態(tài)分析時，出現(xiàn)了一系列影響算法分析性能與結(jié)果的問題，包括：考慮系統(tǒng)非線性條件下的輸入信號的合適數(shù)據(jù)段選取、輸入信號的采樣頻率選擇、輸入信號的時間長度設(shè)置、不同信號信噪比的多輸入信號對多信號算法的影響、算法本身對于輸入信號在不同信噪比條件下的參數(shù)設(shè)置等。本文即是從這些實

5、際問題出發(fā)，進行了一系列的理論研究和創(chuàng)新，從而改進算法、給出算法的參數(shù)設(shè)置指導(dǎo)、給出算法應(yīng)用指導(dǎo)、給出了輸入信號參數(shù)設(shè)置的最優(yōu)范圍、采用時頻分析技術(shù)選取合適數(shù)據(jù)段、多輸入信號條件下的篩選方法以及由以上功能模塊所組成的總體方案。仿真和實際案例分析結(jié)果表明，改進后的用于實際廣域測量系統(tǒng)低頻振蕩模態(tài)分析的總體方案要明顯優(yōu)于現(xiàn)有的方法，因此本文的研究工作具有一定的理論價值和較高的實際意義。最后，基于本文提出的總體方案對2009年至2010年美國