多直流馈入受端电网紧急切负荷控制研究
发布时间：2021-02-07 12:02
大容量远距离电能传输是目前我国电网乃至未来全球能源互联网的重要特点。电力系统的不断建设提高了网架结构的复杂性,大规模风电、光伏等清洁能源机组并网降低了系统的惯性水平,电网中隐性故障和连锁故障的发生概率增大。特高压联络线解列会使受端电网产生大量功率缺额,致使频率、电压等暂态指标不断恶化。为故障配置紧急控制方案,防止系统最后一道防线的触发,是保证电网安全稳定运行的必要措施。本文主要研究多直流馈入受端电网故障后的紧急负荷控制,具体研究内容如下:搭建多直流馈入受端电网模型,验证了电网模型作为研究对象的可行性。提出了考虑多种暂态指标约束的紧急切负荷优化模型,通过约束违反程度对紧急控制方案进行评价。提出了基于粒子群算法的紧急切负荷优化方法,通过改进初始种群的生成方法和运动参数的自适应调整提高算法的优化能力。对迭代公式进行改进使优化方案适用于实际,通过并行计算技术缩短了算法耗时。验证了算法的改进效果以及对紧急切负荷方案的优化效果。提出基于参数拟合模型的切负荷方案快速优化方法,利用径向基函数神经网络拟合系统暂态参数与负荷控制向量间的函数关系,对紧急控制方案实施后系统的暂态指标进行预测以评估控制方案。考...
【文章来源】：山东大学山东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２－４简化山东电网拓扑图??设置扎鲁特－青州直流线路闭锁故障，无紧急控制措施，运行方式为总有功??
山东大学硕士学位论文??８０００??＇???；；：?１??６０００?．?ｚ＾一’一?ｊ??４０００?－?Ｚ’?－）??ｔ?Ｚ??？?２０００?－??ｚ??〇?—＂ａｉＳ＝＝：：＾＾＾?ｊ??－２０００?？?－??－４０００?－??－６０００??＇?１?＇?１?＇?１?－■?＇?：???０１２３４５６７８９?１０??时间／Ｓ??图２－６转子角轨迹曲线??设置紧急切负荷控制切除电网６％的有功负荷以及等比例的无功负荷，切负??荷操作延时０．２ｓ触发，切除有功负荷３５１７．５６ＭＷ。此时系统功角稳定，不会产??生局部发电机组相对振荡的情况，但系统的其他暂态指标仍出现越限情况，如下??表所示。??表２－１母线电压??母线?牟平?栖霞?昆瑜Ｇ?抽蓄?抽蓄Ｇ??最小电压／ｐ＿ｕ．?０．７４９６?０．７９６８?０．８０４３?０．８６１９?０．８７５２??最大电压／ｐ．ｕ．?１．１９１２?１．１８４２?１．１８３２?１．１５１８?１．１５１２??表２－２母线频率??母线?抽蓄Ｇ?抽蓄?昆瑜Ｇ?昆瑜?牟平??最低频率／Ｈｚ?４９．２３５?４９．２４２?４９．２８８?４９．２９１?４９．３６９??表２－３线路电流??线路?栖霞－牟平?牟平－昆瑜??最大电流／ｋＡ?２．３４８?１．７００??以保证最低频率不触发低频减载为目标，设置紧急切除全网８％的负荷，包??括有功负荷４６９０．０８ＭＷ。此时全网最低频率为４９．５０２Ｈｚ，不触发低频减载。暂??态电压最大跌落值〇．８３３ｐ．ｕ．，依然存在切机保护误动作的风险，且暂态最大电流??仍大于２ｋＡ。如果考虑保存暂
山东大学硕士学位论文??４９．７３７Ｈｚ，频率最终稳定在４９．９Ｈｚ左右。??设置各负荷节点最大切负荷量为４０％，暂态频率最小值不小于４９．５Ｈｚ，暂??态电压最小值不小于〇．８５ｐ．ｕ．，暂态电流最大值不大于２ｋＡ。设置Ａ＾ｐ＝８０个粒子??规模的种群，最大迭代次数Ｍ为４０次，惯性系数出为０．４，群体加速系数４和个??体加速系数；ｌｕ分别为０．７和０．３，切负荷比例差异的调节系数Ａａｖｅ为０．１，群体库??容量ｉＶｇ和个体库容量爪分别都为２０，初始种群生成范围为［０，０．２］。对紧急切负??荷控制方案进行优化，优化结果如下所示。??４９．６?１?１／??Ｖ－ｆｖ?Ｖ?Ｖ：??｜?ｗ??＾??１－－——■？—??上????Ｊ?—?—，１?—ｉ????＾?－?ｉ－ｉ?■?？．?ｉ?＇?？??０?１?２３４５６７８?９?１０?０１?２３４?５?６７８９?１０??昉间／ｓ?时间／ｓ??（ａ）母线频率?（ｂ）母线电压??图２－７暂态指标轨迹曲线??优化后的紧急切负荷方案共切除有功负荷４０４０．２２ＭＷ，切除后保持最低频??率在设置的门槛值之上，暂态电压和暂态电流也未出现越限的情况。优化后的负??荷控制方案比未优化方案减少６４９．８６ＭＷ切负荷量，并且达到了同样的频率恢??复效果。优化后的方案可以减小切负荷量的关键在于，某些负荷节点对频率恢复??更敏感或某些节点恰好在电网暂态指标较为薄弱的环节，切除相同负荷的情况下，??此类负荷对频率的恢复作用更明显，优化中往往会优先把此类负荷增加至上限。??各节点切负荷比例分布如下图所示。??２０??
【参考文献】：
期刊论文
[1]英国“8·9”大停电事故分析及对中国电网的启示[J]. 孙华东,许涛,郭强,李亚楼,林伟芳,易俊,李文锋. 中国电机工程学报. 2019(21)
[2]基于多层支持向量机的交直流电网频率稳定控制方法[J]. 胡益,王晓茹,滕予非,艾鹏,车玉龙. 中国电机工程学报. 2019(14)
[3]巴西“3·21”大停电事故分析及对中国电网的启示[J]. 易俊,卜广全,郭强,习工伟,张剑云,屠竞哲. 电力系统自动化. 2019(02)
[4]基于深度强化学习的电网紧急控制策略研究[J]. 刘威,张东霞,王新迎,侯金秀,刘丽平. 中国电机工程学报. 2018(01)
[5]一种基于贪心算法的紧急控制策略优化搜索方法[J]. 陈学通,凌超,薛峰,周野,宋晓芳. 电力系统保护与控制. 2017(23)
[6]“一带一路”背景下全球能源互联网运行机制构建[J]. 李海石,徐向艺,张磊. 山东大学学报(工学版). 2017(06)
[7]基于凸优化理论的电力系统主动解列最优断面搜索研究[J]. 贾骏,谢天喜,陈舒,徐阳,胡成博,唐飞. 中国电机工程学报. 2018(01)
[8]基于支持向量机的电力系统紧急控制实时决策方法[J]. 胡伟,张玮灵,闵勇,陈磊,董昱,余锐,刘柏私,王磊. 中国电机工程学报. 2017(16)
[9]含柔性直流电网的交直流混联系统潮流优化控制[J]. 苗丹,刘天琪,王顺亮,彭乔. 电力系统自动化. 2017(12)
[10]基于关键支路受扰轨迹凹凸性的暂态稳定判别及紧急控制[J]. 郑超,苗田,马世英. 中国电机工程学报. 2016(10)
博士论文
[1]电力系统连锁故障分析与紧急控制研究[D]. 甘国晓.浙江大学 2019
[2]电力信息物理融合系统的负荷紧急控制理论与方法[D]. 王琦.东南大学 2017
[3]电力系统紧急状态下切负荷控制策略研究[D]. 张执超.华北电力大学 2014
[4]电力系统暂态频率稳定评估与控制研究[D]. 李常刚.山东大学 2012
硕士论文
[1]与频率偏移成比例的连续低频减载控制策略研究[D]. 孙燕丽.山东大学 2018
[2]电网运行方式典型场景提取方法研究[D]. 孙小磊.华北电力大学(北京) 2017
[3]紧急切负荷与负荷转供协调优化控制研究[D]. 续昕.山东大学 2016
[4]提高暂态电压稳定水平的紧急控制策略研究[D]. 曹阳.湖南大学 2015
[5]应对大规模风机脱网的无功电压紧急控制策略研究[D]. 吴倩.华中科技大学 2013
本文编号：3022195
【文章来源】：山东大学山东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２－４简化山东电网拓扑图??设置扎鲁特－青州直流线路闭锁故障，无紧急控制措施，运行方式为总有功??
山东大学硕士学位论文??８０００??＇???；；：?１??６０００?．?ｚ＾一’一?ｊ??４０００?－?Ｚ’?－）??ｔ?Ｚ??？?２０００?－??ｚ??〇?—＂ａｉＳ＝＝：：＾＾＾?ｊ??－２０００?？?－??－４０００?－??－６０００??＇?１?＇?１?＇?１?－■?＇?：???０１２３４５６７８９?１０??时间／Ｓ??图２－６转子角轨迹曲线??设置紧急切负荷控制切除电网６％的有功负荷以及等比例的无功负荷，切负??荷操作延时０．２ｓ触发，切除有功负荷３５１７．５６ＭＷ。此时系统功角稳定，不会产??生局部发电机组相对振荡的情况，但系统的其他暂态指标仍出现越限情况，如下??表所示。??表２－１母线电压??母线?牟平?栖霞?昆瑜Ｇ?抽蓄?抽蓄Ｇ??最小电压／ｐ＿ｕ．?０．７４９６?０．７９６８?０．８０４３?０．８６１９?０．８７５２??最大电压／ｐ．ｕ．?１．１９１２?１．１８４２?１．１８３２?１．１５１８?１．１５１２??表２－２母线频率??母线?抽蓄Ｇ?抽蓄?昆瑜Ｇ?昆瑜?牟平??最低频率／Ｈｚ?４９．２３５?４９．２４２?４９．２８８?４９．２９１?４９．３６９??表２－３线路电流??线路?栖霞－牟平?牟平－昆瑜??最大电流／ｋＡ?２．３４８?１．７００??以保证最低频率不触发低频减载为目标，设置紧急切除全网８％的负荷，包??括有功负荷４６９０．０８ＭＷ。此时全网最低频率为４９．５０２Ｈｚ，不触发低频减载。暂??态电压最大跌落值〇．８３３ｐ．ｕ．，依然存在切机保护误动作的风险，且暂态最大电流??仍大于２ｋＡ。如果考虑保存暂
山东大学硕士学位论文??４９．７３７Ｈｚ，频率最终稳定在４９．９Ｈｚ左右。??设置各负荷节点最大切负荷量为４０％，暂态频率最小值不小于４９．５Ｈｚ，暂??态电压最小值不小于〇．８５ｐ．ｕ．，暂态电流最大值不大于２ｋＡ。设置Ａ＾ｐ＝８０个粒子??规模的种群，最大迭代次数Ｍ为４０次，惯性系数出为０．４，群体加速系数４和个??体加速系数；ｌｕ分别为０．７和０．３，切负荷比例差异的调节系数Ａａｖｅ为０．１，群体库??容量ｉＶｇ和个体库容量爪分别都为２０，初始种群生成范围为［０，０．２］。对紧急切负??荷控制方案进行优化，优化结果如下所示。??４９．６?１?１／??Ｖ－ｆｖ?Ｖ?Ｖ：??｜?ｗ??＾??１－－——■？—??上????Ｊ?—?—，１?—ｉ????＾?－?ｉ－ｉ?■?？．?ｉ?＇?？??０?１?２３４５６７８?９?１０?０１?２３４?５?６７８９?１０??昉间／ｓ?时间／ｓ??（ａ）母线频率?（ｂ）母线电压??图２－７暂态指标轨迹曲线??优化后的紧急切负荷方案共切除有功负荷４０４０．２２ＭＷ，切除后保持最低频??率在设置的门槛值之上，暂态电压和暂态电流也未出现越限的情况。优化后的负??荷控制方案比未优化方案减少６４９．８６ＭＷ切负荷量，并且达到了同样的频率恢??复效果。优化后的方案可以减小切负荷量的关键在于，某些负荷节点对频率恢复??更敏感或某些节点恰好在电网暂态指标较为薄弱的环节，切除相同负荷的情况下，??此类负荷对频率的恢复作用更明显，优化中往往会优先把此类负荷增加至上限。??各节点切负荷比例分布如下图所示。??２０??
【参考文献】：
期刊论文
[1]英国“8·9”大停电事故分析及对中国电网的启示[J]. 孙华东,许涛,郭强,李亚楼,林伟芳,易俊,李文锋. 中国电机工程学报. 2019(21)
[2]基于多层支持向量机的交直流电网频率稳定控制方法[J]. 胡益,王晓茹,滕予非,艾鹏,车玉龙. 中国电机工程学报. 2019(14)
[3]巴西“3·21”大停电事故分析及对中国电网的启示[J]. 易俊,卜广全,郭强,习工伟,张剑云,屠竞哲. 电力系统自动化. 2019(02)
[4]基于深度强化学习的电网紧急控制策略研究[J]. 刘威,张东霞,王新迎,侯金秀,刘丽平. 中国电机工程学报. 2018(01)
[5]一种基于贪心算法的紧急控制策略优化搜索方法[J]. 陈学通,凌超,薛峰,周野,宋晓芳. 电力系统保护与控制. 2017(23)
[6]“一带一路”背景下全球能源互联网运行机制构建[J]. 李海石,徐向艺,张磊. 山东大学学报(工学版). 2017(06)
[7]基于凸优化理论的电力系统主动解列最优断面搜索研究[J]. 贾骏,谢天喜,陈舒,徐阳,胡成博,唐飞. 中国电机工程学报. 2018(01)
[8]基于支持向量机的电力系统紧急控制实时决策方法[J]. 胡伟,张玮灵,闵勇,陈磊,董昱,余锐,刘柏私,王磊. 中国电机工程学报. 2017(16)
[9]含柔性直流电网的交直流混联系统潮流优化控制[J]. 苗丹,刘天琪,王顺亮,彭乔. 电力系统自动化. 2017(12)
[10]基于关键支路受扰轨迹凹凸性的暂态稳定判别及紧急控制[J]. 郑超,苗田,马世英. 中国电机工程学报. 2016(10)
博士论文
[1]电力系统连锁故障分析与紧急控制研究[D]. 甘国晓.浙江大学 2019
[2]电力信息物理融合系统的负荷紧急控制理论与方法[D]. 王琦.东南大学 2017
[3]电力系统紧急状态下切负荷控制策略研究[D]. 张执超.华北电力大学 2014
[4]电力系统暂态频率稳定评估与控制研究[D]. 李常刚.山东大学 2012
硕士论文
[1]与频率偏移成比例的连续低频减载控制策略研究[D]. 孙燕丽.山东大学 2018
[2]电网运行方式典型场景提取方法研究[D]. 孙小磊.华北电力大学(北京) 2017
[3]紧急切负荷与负荷转供协调优化控制研究[D]. 续昕.山东大学 2016
[4]提高暂态电压稳定水平的紧急控制策略研究[D]. 曹阳.湖南大学 2015
[5]应对大规模风机脱网的无功电压紧急控制策略研究[D]. 吴倩.华中科技大学 2013
本文编号：3022195
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/dianlidianqilunwen/3022195.html
