基于长短期记忆网络的电力系统暂态稳定紧急控制
发布时间：2020-12-31 15:20
电能作为现代经济发展和社会进步的重要保障,其安全性、可靠性分析一直受到科研工作者的高度重视。近年来,随着电网互联范围的扩大,电网运行环境愈发复杂多变,随之发生的多起停电事故暴露出传统电力系统安全稳定控制体系的不足。快速、准确地电力系统暂态稳定紧急控制对于稳固电力系统第二道防线,防止电力系统稳定性遭受破坏乃至进一步引起电网解列崩溃具有重要意义。传统电力系统暂态稳定控制方法大多依据扩展等面积准则量化评估相量量测装置实测曲线的稳定裕度。该类方法的有效性很大程度上依赖于受扰特征轨迹快速预测的准确性,一般处理方式难以匹配现今具有多源异构特点的电网数据。近年来不断发展壮大的人工智能方法凭借其强大的自学习能力再度活跃在电网建设的各个领域中,人工智能方法可有效摆脱电网模型的束缚,以多源异构的电网动态数据为输入,建立暂态问题中诸多影响因素与系统状态间的精准映射关系,为提升经济水平,保证地方用电安全提供了新的思路。在基于响应信息进行电力系统暂态稳定紧急控制的研究中,如何快速、准确地辨识受扰系统同调机群以及等值机系统轨迹信息的超实时预测对暂态稳定紧急控制策略的优化具有重要意义,主要内容如下:（1）基于电压相...
【文章来源】：东北电力大学吉林省
【文章页数】：53 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２－２暂态响应曲线??设置单机无穷大系统中任一线路于ｒ＝０时刻发生三相接地短路故障，故障持续一段时??
略表难以囊括系??统全部的失稳形态，因此工程中常以最严重的故障进行处理，此举虽然最大程度上保证系??统的稳定运行，但过多的切机切负荷将造成大量的经济损失。??随着人工智能技术的兴起，其出色的非线性处理能力符合电网数据多源异构的特点，??在电力系统暂态稳定分析与控制领域受到广泛关注。近年来基于相量量测装置的广域量测??系统大面积推广，使得电网量测信息如功率、电压等信息能够实时采集，为暂态稳定分析??提供了极其丰富的数据支撑，基于此本文提出了一种新的实时紧急控制方法体系，系统框??架如图２－４所示：????蒙?｜?若系统失稳，重复控￥措施，直至系统回稳??５?［１?判断系统相对Ｔ动能正负关系?￣｜??一??￥???１?［?｜?切机控制?１??ｇ?Ｉ?Ｉ?切机措施???一?分??ｒ??Ｎ??ｆ?剩余减速面枳??吉?＊??２?基于长短期记忆神经网络的受扰轨迹快速预测??士?？?－?－??泰?等值系统特征受扰轨迹信息??＿＿＿］?Ｖ１，?？?＇?Ｊ??＿＿??＾???霉「Ｉ?基于扩展等面积准则（ＥＥＡＣ）的复杂多机系统双机等值??ｆ?］?—?ｔ??Ｂ?滞后机群?超前机群??ｈｒ???夺???ｔ????零?｜基丁？电压向量轨迹运动特性及ＤＢＳＣＡＮ的发电机同趋性快速ｆ??兮??Ｃ?Ｎ??数据整合｜?｜惯量估计｜?｜电压数据｜?｜功率数据??眶巍為相??图２－４电力系统暂态稳定紧急控制系统框架??当电力系统受到大的扰动冲击时，发电机节点（机端母线）电压会受到显著影响，其??在故障期间跌落和回升制约着
列，为??保证电力系统的安全稳定运行亟需一种全新的同调机群辨识方法。??电网是集高度的运动相似性与空间相关性于一体的人造物理系统，网络的结构变量以??及运行变量也可反映系统的稳定特征。电压相轨迹蕴藏着电网丰富的运动特性信息，是反??映并预测大电网节点状态的重要依据。当系统受到大扰动时，发电机节点（机端母线）电??压会受到显著影响，其在故障期间跌落和回升制约着发电机的电能输出，与系统的暂态稳??定性密切相关。以３机９节点系统为例，电网中失稳发电机节点与稳定发电及节点的电压??相轨迹如图３－１所示。???????０．６?广??，ｃ??０．４?’?、??插?０?２??ａ?〇．〇?Ｇ，??－０．２?）??——稳定机群?ｙ／??￣°Ａ?——失稳机群?，??－０．４?－０．２?０．０?０．２?０．４?０．６?０．８?１．０??电压实部??图３－１节点电压时序相轨迹??由图３－１可知，发电机节点在故障扰动状态下的电压相轨迹间存在明显差异，通过挖??掘其几何运动特征，提取发电机节点状态的时序演进规律，进而快速定位失稳机群，是一??种有别于现今同调机群快速辨识的新思路。??３．２电压相轨迹的几何特征提取??电压相轨迹蕴藏着丰富的运动特性信息，是反映并预测大电网节点稳定状态的重要参??考依据。轨迹具有局部的相似性以及整体的差异性。转角、长度为表征轨迹运动特征的重??要载体。通过分析多时间断面下电压相轨迹的运动情况，挖掘其几何特征的变化趋势及相??似性关系，可提取电网发电机节点的运动规律，实现受扰系统的发电机同趋性快速辨识。??本文据此构建了可以表征电压相轨迹运动差异度的特征平面，其包含的特征量如
本文编号：2949849
【文章来源】：东北电力大学吉林省
【文章页数】：53 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２－２暂态响应曲线??设置单机无穷大系统中任一线路于ｒ＝０时刻发生三相接地短路故障，故障持续一段时??
略表难以囊括系??统全部的失稳形态，因此工程中常以最严重的故障进行处理，此举虽然最大程度上保证系??统的稳定运行，但过多的切机切负荷将造成大量的经济损失。??随着人工智能技术的兴起，其出色的非线性处理能力符合电网数据多源异构的特点，??在电力系统暂态稳定分析与控制领域受到广泛关注。近年来基于相量量测装置的广域量测??系统大面积推广，使得电网量测信息如功率、电压等信息能够实时采集，为暂态稳定分析??提供了极其丰富的数据支撑，基于此本文提出了一种新的实时紧急控制方法体系，系统框??架如图２－４所示：????蒙?｜?若系统失稳，重复控￥措施，直至系统回稳??５?［１?判断系统相对Ｔ动能正负关系?￣｜??一??￥???１?［?｜?切机控制?１??ｇ?Ｉ?Ｉ?切机措施???一?分??ｒ??Ｎ??ｆ?剩余减速面枳??吉?＊??２?基于长短期记忆神经网络的受扰轨迹快速预测??士?？?－?－??泰?等值系统特征受扰轨迹信息??＿＿＿］?Ｖ１，?？?＇?Ｊ??＿＿??＾???霉「Ｉ?基于扩展等面积准则（ＥＥＡＣ）的复杂多机系统双机等值??ｆ?］?—?ｔ??Ｂ?滞后机群?超前机群??ｈｒ???夺???ｔ????零?｜基丁？电压向量轨迹运动特性及ＤＢＳＣＡＮ的发电机同趋性快速ｆ??兮??Ｃ?Ｎ??数据整合｜?｜惯量估计｜?｜电压数据｜?｜功率数据??眶巍為相??图２－４电力系统暂态稳定紧急控制系统框架??当电力系统受到大的扰动冲击时，发电机节点（机端母线）电压会受到显著影响，其??在故障期间跌落和回升制约着
列，为??保证电力系统的安全稳定运行亟需一种全新的同调机群辨识方法。??电网是集高度的运动相似性与空间相关性于一体的人造物理系统，网络的结构变量以??及运行变量也可反映系统的稳定特征。电压相轨迹蕴藏着电网丰富的运动特性信息，是反??映并预测大电网节点状态的重要依据。当系统受到大扰动时，发电机节点（机端母线）电??压会受到显著影响，其在故障期间跌落和回升制约着发电机的电能输出，与系统的暂态稳??定性密切相关。以３机９节点系统为例，电网中失稳发电机节点与稳定发电及节点的电压??相轨迹如图３－１所示。???????０．６?广??，ｃ??０．４?’?、??插?０?２??ａ?〇．〇?Ｇ，??－０．２?）??——稳定机群?ｙ／??￣°Ａ?——失稳机群?，??－０．４?－０．２?０．０?０．２?０．４?０．６?０．８?１．０??电压实部??图３－１节点电压时序相轨迹??由图３－１可知，发电机节点在故障扰动状态下的电压相轨迹间存在明显差异，通过挖??掘其几何运动特征，提取发电机节点状态的时序演进规律，进而快速定位失稳机群，是一??种有别于现今同调机群快速辨识的新思路。??３．２电压相轨迹的几何特征提取??电压相轨迹蕴藏着丰富的运动特性信息，是反映并预测大电网节点稳定状态的重要参??考依据。轨迹具有局部的相似性以及整体的差异性。转角、长度为表征轨迹运动特征的重??要载体。通过分析多时间断面下电压相轨迹的运动情况，挖掘其几何特征的变化趋势及相??似性关系，可提取电网发电机节点的运动规律，实现受扰系统的发电机同趋性快速辨识。??本文据此构建了可以表征电压相轨迹运动差异度的特征平面，其包含的特征量如
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