基于廣域測(cè)量信號(hào)的電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定預(yù)測(cè)及時(shí)滯穩(wěn)定域研究.pdf

1、基于同步相量測(cè)量和現(xiàn)代通信技術(shù)的廣域測(cè)量系統(tǒng)（Wide Area Measurement System，WAMS）可以提供電力系統(tǒng)多個(gè)節(jié)點(diǎn)的同步信號(hào)，這些廣域信號(hào)均是實(shí)時(shí)測(cè)得的，具有較高的精度和可信度。廣域信號(hào)在精度和速度上的提高給暫態(tài)穩(wěn)定預(yù)測(cè)的實(shí)用化帶來(lái)了新進(jìn)展，出現(xiàn)了一些基于WAMS實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定預(yù)測(cè)的新方法。同時(shí)，WAMS也為廣域控制帶來(lái)了新的契機(jī)，然而廣域信號(hào)的時(shí)滯對(duì)電力系統(tǒng)小擾動(dòng)穩(wěn)定性的影響不可忽略，確定電力系統(tǒng)保

2、持小擾動(dòng)穩(wěn)定所能承受的最大時(shí)滯對(duì)于合理利用WAMS數(shù)據(jù)、評(píng)估廣域控制效果具有重要意義。 本文研究了廣域測(cè)量信號(hào)在電力系統(tǒng)穩(wěn)定性分析中的應(yīng)用，重點(diǎn)在基于WAMS的暫態(tài)穩(wěn)定預(yù)測(cè)和計(jì)及廣域信號(hào)時(shí)滯的電力系統(tǒng)時(shí)滯穩(wěn)定域評(píng)估兩方面進(jìn)行了研究。全文主要包括以下幾個(gè)部分： 簡(jiǎn)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(lái)的新思路?？偨Y(jié)了WAMS的時(shí)滯特性以及

3、廣域電力系統(tǒng)時(shí)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(cè)算法。該方法在從WAMS獲得的實(shí)時(shí)廣域測(cè)量信號(hào)的基礎(chǔ)上，采用了一種在機(jī)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(duì)該算法進(jìn)行優(yōu)化，可以快速預(yù)測(cè)故障后各發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子角，根據(jù)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子角偏離系統(tǒng)的慣性中心是否超過(guò)一定的角度可以判斷該發(fā)電機(jī)是否與系統(tǒng)失去同步。預(yù)測(cè)的結(jié)果可用于在線失穩(wěn)預(yù)警或就地控制，測(cè)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(hào)時(shí)滯對(duì)電力系統(tǒng)小擾動(dòng)穩(wěn)定性的影響。首先介紹了時(shí)滯動(dòng)力系統(tǒng)的模型以及穩(wěn)定性，將計(jì)及廣域信號(hào)時(shí)滯的電力系統(tǒng)模型建模為時(shí)滯微分代數(shù)方程組，然后分析了時(shí)滯電力系統(tǒng)的小擾動(dòng)穩(wěn)定性，最后通過(guò)實(shí)例研究了廣域信號(hào)的時(shí)滯對(duì)電力系統(tǒng)小擾動(dòng)穩(wěn)定性的影響。 基于特征根聚類(lèi)處理法進(jìn)行了單時(shí)滯電力系統(tǒng)時(shí)滯穩(wěn)定裕度的研究。首先介紹了具有單時(shí)滯反饋信號(hào)的電力系統(tǒng)模型和時(shí)滯穩(wěn)定裕度的定義，然后引入了特征根聚類(lèi)處理法來(lái)求解單時(shí)滯電力系統(tǒng)的時(shí)滯穩(wěn)定裕度，該方法

5、通過(guò)Rekasius變換將系統(tǒng)特征方程在虛軸上轉(zhuǎn)化為多項(xiàng)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(gè)數(shù)在復(fù)平面的分布情況，進(jìn)而得到了系統(tǒng)的時(shí)滯穩(wěn)定裕度。該方法可以準(zhǔn)確求解各種單時(shí)滯系統(tǒng)的時(shí)滯穩(wěn)定裕度，最后用時(shí)域仿真驗(yàn)證了結(jié)果的準(zhǔn)確性。 針對(duì)具有單輸入反饋控制的單時(shí)滯電力系統(tǒng)，提出了一種求解時(shí)滯穩(wěn)定裕度的簡(jiǎn)便方法。該方法將含有指數(shù)項(xiàng)的特征方程在虛軸上轉(zhuǎn)化為多項(xiàng)式方程進(jìn)行研究，無(wú)需任何中間變量代換，處理方法簡(jiǎn)單，計(jì)算量小

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