弹性力学映射的电力系统能量结构及其在低频振荡分析中的应用
发布时间：2021-06-16 02:43
低频振荡是威胁电力系统稳定的重要问题之一。电网互联及新能源大规模接入导致系统规模庞大、运行方式多变、系统模型复杂,低频振荡问题分析难度随之增大,此外,电网运行人员也亟需更全面的决策信息以应对系统中出现的复杂低频振荡现象。同时,广域量测技术的不断发展为实现全网低频振荡的在线监控和分析创造了有利的条件。面对上述并存的挑战和机遇,论文将弹性力学中振荡分析的能量原理引入电力系统低频振荡研究中,从能量特性解析角度揭示低频振荡阻尼产生机理,研究基于电力系统能量结构的低频振荡定量分析方法,并探索该方法在同步发电机阻尼精细化评估,主振荡路径在线识别以及含风电电力系统阻尼溯源中的应用,为有效识别阻尼贡献关键环节、实现从局部量测窥探系统全局阻尼特性、丰富低频振荡紧急控制决策信息提供了切实可行的新思路。本论文的主要工作如下:（1）在电力网络和弹性网络相似性分析的基础上,提出了电力系统弹性力学拓扑映射模型,并根据映射弹性模型受扰后“功-能”转化特点,推导了多机电力系统中发电机、电力网络和负荷的能量函数,上述能量函数满足能量守恒定律,为从能量角度研究电力系统低频振荡创造了条件。（2）分析了映射所得的电力系统各部...
【文章来源】：东北电力大学吉林省
【文章页数】：133 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
论文研究思路
图 2-1 电气支路的弹性力学映射Fig.2-1 The elastic branch analogy of electrical branch于图中的电气支路，在 xy 同步坐标系下，其基本数学模型为：jj j jx yij ij ijV Vx x x j iV VVII 为支路电流相量；Vi和 Vj为支路两端电压相量；i i V iV ；j j V jV ；端电压降落；xij为支路电抗。其中，Vx和 Vy可表示为：cos cossin sinx j j i iy j j i iV V VV V V 于人们所熟知的单自由度弹性支路，仅仅包含单一维度的位移和弹性系数映射出电气支路的所有参量，因此，考虑到映射参量的在数量上的匹配，由度弹性支路作为电气支路的基本映射支路。如图 2-1 所示，由胡克定度的弹性支路数学模型为： xj yj, ,x x y y x xi y yiF k L k L k L k L L k L L
能量结构的基本概念的解析表明，系统中各组成部分能量性质复杂，不利于统动态行为的关联，需要寻找系统能量分布及交互的基础上，将力学中的能量结构概念推广到电力系统[163力系统动态过程能量分析平台，为从能量角度研究电力础。的定义大的网络系统，弹性力学理论以子系统互联的网络化思任何具有特定物理形态的复杂系统，均是由数个简单的构建而成[163]。在上述思想指导下，系统中每个子系统，各个模块通过接口逐级递归地进行互联，从而形成规联接的思想使得规模庞大的系统具有“伸缩性”，有助系统局部特性出发研究系统全局特性成为可能。01
【参考文献】：
期刊论文
[1]多机系统超低频振荡分析与等值方法[J]. 陈磊,路晓敏,陈亦平,闵勇,张勇,唐卓尧. 电力系统自动化. 2017(22)
[2]电力系统一次调频过程的超低频振荡分析[J]. 路晓敏,陈磊,陈亦平,闵勇,侯君,刘映尚. 电力系统自动化. 2017(16)
[3]信息驱动的大电网全景安全防御概念及理论框架[J]. 李柏青,刘道伟,秦晓辉,严剑峰. 中国电机工程学报. 2016(21)
[4]异步联网方式下云南电网超低频振荡的机理分析与仿真[J]. 刘春晓,张俊峰,陈亦平,张建新,徐敏,王官宏. 南方电网技术. 2016(07)
[5]调速系统频率模态对电网低频振荡的影响[J]. 刘子全,姚伟,文劲宇,李勇,王春明. 中国电机工程学报. 2016(11)
[6]低频振荡模态参数辨识的共振稀疏分解SSI分析方法[J]. 赵妍,李志民,李天云. 电工技术学报. 2016(02)
[7]电力系统低频振荡监测的Duffing振子可停振动系统法[J]. 赵妍,李志民,李天云. 电工技术学报. 2015(20)
[8]发输电经济及电网安全的综合优化建模方法[J]. 竺炜,李娟,蒋银华,王琴英,于文海. 中国电机工程学报. 2015(17)
[9]基于端口供给功率的低频振荡强相关机组识别方法[J]. 代贤忠,沈沉. 电力系统自动化. 2015(16)
[10]端口能量及其在风电系统暂态稳定分析中的应用[J]. 陈乾,沈沉,刘锋. 电力系统自动化. 2015(15)
博士论文
[1]互联电网低频振荡能量解析的支路模式势能法[D]. 刘铖.华北电力大学(北京) 2017
[2]多重扰动下大电网低频振荡预警体系的研究[D]. 宫璇.武汉大学 2013
[3]电力系统低频振荡控制技术研究[D]. 高红亮.华中科技大学 2013
[4]电力系统低频振荡阻尼机理及控制策略研究[D]. 赵辉.天津大学 2006
[5]从平衡点到振荡[D]. 李鹏.天津大学 2004
硕士论文
[1]能量结构分析在雷雨大风天气诊断中的应用[D]. 雷欢欢.南京信息工程大学 2013
[2]基于模态级数法的电力系统稳定性分析和控制研究[D]. 李蓓.四川大学 2006
本文编号：3232198
【文章来源】：东北电力大学吉林省
【文章页数】：133 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
论文研究思路
图 2-1 电气支路的弹性力学映射Fig.2-1 The elastic branch analogy of electrical branch于图中的电气支路，在 xy 同步坐标系下，其基本数学模型为：jj j jx yij ij ijV Vx x x j iV VVII 为支路电流相量；Vi和 Vj为支路两端电压相量；i i V iV ；j j V jV ；端电压降落；xij为支路电抗。其中，Vx和 Vy可表示为：cos cossin sinx j j i iy j j i iV V VV V V 于人们所熟知的单自由度弹性支路，仅仅包含单一维度的位移和弹性系数映射出电气支路的所有参量，因此，考虑到映射参量的在数量上的匹配，由度弹性支路作为电气支路的基本映射支路。如图 2-1 所示，由胡克定度的弹性支路数学模型为： xj yj, ,x x y y x xi y yiF k L k L k L k L L k L L
能量结构的基本概念的解析表明，系统中各组成部分能量性质复杂，不利于统动态行为的关联，需要寻找系统能量分布及交互的基础上，将力学中的能量结构概念推广到电力系统[163力系统动态过程能量分析平台，为从能量角度研究电力础。的定义大的网络系统，弹性力学理论以子系统互联的网络化思任何具有特定物理形态的复杂系统，均是由数个简单的构建而成[163]。在上述思想指导下，系统中每个子系统，各个模块通过接口逐级递归地进行互联，从而形成规联接的思想使得规模庞大的系统具有“伸缩性”，有助系统局部特性出发研究系统全局特性成为可能。01
【参考文献】：
期刊论文
[1]多机系统超低频振荡分析与等值方法[J]. 陈磊,路晓敏,陈亦平,闵勇,张勇,唐卓尧. 电力系统自动化. 2017(22)
[2]电力系统一次调频过程的超低频振荡分析[J]. 路晓敏,陈磊,陈亦平,闵勇,侯君,刘映尚. 电力系统自动化. 2017(16)
[3]信息驱动的大电网全景安全防御概念及理论框架[J]. 李柏青,刘道伟,秦晓辉,严剑峰. 中国电机工程学报. 2016(21)
[4]异步联网方式下云南电网超低频振荡的机理分析与仿真[J]. 刘春晓,张俊峰,陈亦平,张建新,徐敏,王官宏. 南方电网技术. 2016(07)
[5]调速系统频率模态对电网低频振荡的影响[J]. 刘子全,姚伟,文劲宇,李勇,王春明. 中国电机工程学报. 2016(11)
[6]低频振荡模态参数辨识的共振稀疏分解SSI分析方法[J]. 赵妍,李志民,李天云. 电工技术学报. 2016(02)
[7]电力系统低频振荡监测的Duffing振子可停振动系统法[J]. 赵妍,李志民,李天云. 电工技术学报. 2015(20)
[8]发输电经济及电网安全的综合优化建模方法[J]. 竺炜,李娟,蒋银华,王琴英,于文海. 中国电机工程学报. 2015(17)
[9]基于端口供给功率的低频振荡强相关机组识别方法[J]. 代贤忠,沈沉. 电力系统自动化. 2015(16)
[10]端口能量及其在风电系统暂态稳定分析中的应用[J]. 陈乾,沈沉,刘锋. 电力系统自动化. 2015(15)
博士论文
[1]互联电网低频振荡能量解析的支路模式势能法[D]. 刘铖.华北电力大学(北京) 2017
[2]多重扰动下大电网低频振荡预警体系的研究[D]. 宫璇.武汉大学 2013
[3]电力系统低频振荡控制技术研究[D]. 高红亮.华中科技大学 2013
[4]电力系统低频振荡阻尼机理及控制策略研究[D]. 赵辉.天津大学 2006
[5]从平衡点到振荡[D]. 李鹏.天津大学 2004
硕士论文
[1]能量结构分析在雷雨大风天气诊断中的应用[D]. 雷欢欢.南京信息工程大学 2013
[2]基于模态级数法的电力系统稳定性分析和控制研究[D]. 李蓓.四川大学 2006
本文编号：3232198
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