基于PMU监测数据的互联电网运行可靠性评估

发布时间：2020-08-15 08:34

【摘要】：全球电网互联已成为未来电网发展的趋势。互联电网在提高电网可靠性的同时也为风险的传播提供了条件,在线评估各区域电网的可靠性对互联电网的安全运行具有重要意义。一方面互联电网系统庞大,拓扑结构复杂,受制于现代计算机有限的计算能力,难以做到在短时间内对整个互联电网进行可靠性评估;另一方面互联电网各区域电网之间纵向管理体制以及商业保密原则等因素使得各互联电网之间的信息难以实时共享,区域电网无法及时察觉外部电网由于故障、负荷波动、发电机出力调整等原因引起的运行方式改变对本区域可靠性造成的影响。采用电力系统静态等值方法可以简化互联电力系统,大幅缩减可靠性评估所用时间。但是传统的等值模型由于过于简化且在求解过程中未考虑到互联电网间存在信息隔离的问题而很难得到实际应用。如何在信息隔离的情况下获得准确的外网等值模型,评估互联电网区域电网运行可靠性,计算互联电网区域电网可靠性指标,是互联电网安全运行面临的难题。针对互联电网区域电网运行可靠性评估存在的难题,论文提出不依赖外网信息仅利用边界PMU测量数据和内网实时数据的互联电网运行可靠性评估方法。该方法采用灵敏度一致性(SCSE)静态等值模型简化互联外网,基于边界PMU的实时监测数据在线更新外网等值模型参数,对互联电网区域电网运行可靠性进行评估,获取相应的区域电网可靠性指标。论文包括以下内容:(1)介绍SCSE等值模型。对电力系统静态等值的基本概念进行介绍,包括外部系统、内部系统、边界系统的概念;介绍常规ward等值方法及ward等值模型参数推导过程和计算步骤;说明SCSE等值模型的必要性,由于常规ward等值是严格数学等值,忽视了等值前后系统灵敏度关系使得ward等值模型存在误差大,不容易收敛等问题,而现有的电力系统静态等值模型中,SCSE等值模型很好的考虑了等值前后系统的灵敏度关系且在系统运行状态改变后具有潮流计算结果误差小,收敛度高等优点,因此论文采用该等值模型简化外网,并对互联电网外部系统与内部系统间灵敏度的概念以及灵敏度关系的具体推导过程、SCSE等值模型及参数计算方法给出详细介绍。(2)建立基于边界PMU监测数据估计SCSE等值模型参数的模型。基于基尔霍夫定律,推导该模型下相应的参数测量方程,为保证估计参数的精度,建立最小二乘模型,采用全局搜索法对测量方程进行求解。基于以上估计模型,以IEEE-RTS-96测试系统为算例,对13种不同运行状态下的模型参数进行估计,并与真实值相比较。(3)评估区域电网运行可靠性。给出区域电网运行可靠性评估的具体步骤,介绍交流最优潮流模型,给出可靠性指标。以IEEE-RTS-96测试系统为算例,计算13种运行状态下的运行可靠性指标,并与另外两种区域电网运行可靠性评估方法进行对比,说明论文所提方法的有效性。
【学位授予单位】：合肥工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TM732
【图文】：

节点电压,电机,参数

35(c) (d)图 3- 3 灵敏度等值模型等值电机节点电压参数Figure 3-3 Sensitivity Equivalent Model Equivalent Motor Node Voltage Parameters（a） iReE ；（b） iImE ；（c） RejE ；（d） ImjE

36(c) (d)图 3- 4 灵敏度等值模型等值电机出力Figure 3-4 Sensitivity Equivalent Model Equivalent Motor Output（a） ReeqGiS ；（b） ImeqGiS ；（c） ReeqGjS ；（d） ImeqGjS

边界节点

37(c) (d)图 3- 5 灵敏度等值模型边界节点等值负荷Figure 3-5 Sensitivity Equivalent Model Boundary Node Equivalent Load（a） LiReS ；（b） LiImS ；（c） ReLjS ；（d） ImLjS

【参考文献】