基于广域量测数据的电力系统动态等值方法研究
发布时间：2021-07-02 12:23
随着我国电网规模不断扩大、可再生能源大规模并网、交直流混合输电及区域联网运行的发展,电力系统对仿真分析与运行控制提出了更高要求。为了能在安全评估中准确模拟交直流系统发生故障后的动态特性及响应,并减小仿真规模及计算量,需对系统进行合理的简化。电力系统动态等值是提高电力系统动态稳定分析与时域仿真效率的重要手段,在电力市场环境下,传统基于系统详细模型的同调等值法与模式等值法难以构建等值系统模型。针对这一问题,本文以基于广域量测数据的估计等值法为基础,实现大规模交直流混联电网动态等值模型构建,主要研究内容如下:首先,根据节点之间电气距离、交流系统发电机同调关系以及电网地理位置三个因素对等值精度的影响,确定原始系统研究区域与外部区域的范围,在此基础上基于区域边界稳态电气量测信息辨识系统静态等值参数;然后,给定外部区域等值发电机模型,将研究区域边界母线电压及联络线功率作为输入信号,以等值前后研究区域边界母线电压平方误差最小作为目标函数,辨识外部区域等值发电机暂态电抗;进一步,根据发电机电气参数间的关系估计等值发电机的内电势及转子角状态,以等值发电机有功功率输出与原始系统联络线有功功率误差最小作为目...
【文章来源】：东北电力大学吉林省
【文章页数】：62 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２－２大规模电力系统分层示意图??如图２－２所示，在确定研宄区域范围之前，系统运行人员首先会明确系统动态安全稳??
?第２章电力系统网络化简方法??障时满足上式的集合为：??Ｂ＝Ｂ，Ｕ－－－Ｂ，＿１ＵＢ：－－－ＵＢｍ?／?＝?（２－８）??综合上述分析，将系统区域Ａｒｅａ｜内节点与集合Ｂ内节点共同划分为研究区域予以保??留，将系统其余所有剩余节点划分为外部区域进行模型降阶。??２．２．３地理位置因素??在实际电网中，当某省电网内部发生故障或扰动时，通过长距离输电线路与该省电网??相连的其他省电网内部发电机基本是同调的。图２－３为北京地区电网某节点发生三相短路??故障时，山西省电网内部发电机转子角动态过程摇摆曲线。从图中可以明显看出，该故障??下山西省电网内发电机基本同调，因此，若将北京电网作为研宄区域保留，则与之互联的??山西省电网可以作为外部区域进行降阶。??＿１００?５?１０?１５?２０??ｔ／ｓ??图２－３山西省电网发电机转子角摇摆曲线??２．３网络化简方法??电力系统外部区域的中存在大量的负荷节点、联络节点以及电力线路，应用相关理论??方法将其化简的过程称为外部区域的静态等值，在大规模电力系统动态等值时，外部区域??的静态等值研宄是非常重要的环节。现有研宄主要在主要集中在Ｗａｒｄ等值、ＲＥＩ等值及??上述方法的改进，然而上述方法需要己知电网的详细结构及运行状态，当电网缺少必要数??据或网络参数未知时，难以应用上述方法简化系统外部区域。为解决该问题，本节给出一??种基于ＰＭＵ量测数据的电力系统静态等值方法。??２．３．１基于量测数据的网络化简??电力系统ＰＭＵ装置数量的不断增加，使得在线实时监视电力系统运行状态得到迅速??发展。首先，采用ＰＭＵ量测系统稳态时研宂区域与外部区域的边界母线及其联络线状态；??
东北电力大学工学硕士学位论文??，?、、??、、??，％?Ｖｎ?＇??ｉ?厶?１?，ＩＨ＝＞?＼?：?＇；??：ｖ?ｆｌ?；；?；?Ｍｙ?ｉ?Ｋ?Ｖｅ?ｙｅｉ?Ｖ！??＾?ｔ１?ｈｔ—■Ｕ?＇ｔ??ＫｉＪ?ｒ．２，２?｜；?Ｌ｜Ｖｉ２?：??—？?＂￣ｌ?■卜?Ｍ?一??＼?ｈｉ?扯?／?＇?－ｉ－?ｌａ?！??、、—’?、、—’??图２－４网络化简过程示意图??由上图可以看出，区域１为潮流输入端（如外部区域的边界母线），区域２为潮流接??受端（如研宄区域边界母线），则各区域端口潮流有如下表达式：??ｊｓｅｌ＝ｔＣ?ｓｃｌ?＝?ｖｊ：２??｛５，，＝ｒ．，／＊?Ｓｉ２＝Ｖｉ２Ｉ；２??式中，Ｋｉ、分别表示输入端口的电压：ｉｅｌ、／ｅ２分别表示输入端口的电流；『／ｎ、４分别??表示接受端口的电压；／，．，、／，．２分别表示接受端口的电流。上述电气量信息均可通过ＰＭＵ??装置量测得到，则等值系统中输入端口与接受端口的潮流分别为：??＼ｓＥ＝ｓ，＋ｓ?，?＝?ｖ，ｉ＼＋ｖｊ＼??！?：１，２?２?（２－１０）??｛ＳＩ＝Ｓｉｌ＋Ｓｉ２＝Ｖｉ，Ｉ；ｌ＋Ｖｉ２Ｉ；２??求得等值系统中输入端口与接受端口的电流分别为：??［／￡?＝?７，?＋／？，??￡?：＇?／－?（２－１１）??Ｗ／?＝?Ａｌ?＋?，．２??求得等值系统中输入端口与接受端口的电压分别为：??－?（２－１２）??ｉ?，；??求得对地导纳及等效支路导纳分别为：??ｙ?＝Ｙ?－?￡￣?１??ＥＥ?＂?￣?ＶＥ?＋?Ｖ，??．Ｅ?．?＇?（２－１３）??ｙ?ｈ￣ＹＥＥＶＥ??ｒ?ＶＥ－Ｖ，??通过式（２
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于单机等值与选择模态分析的风电场等值建模方法[J]. 古庭赟,杨骐嘉,林呈辉,刘明顺,顾威,伍华伟,张羽,李宇骏. 电力系统保护与控制. 2020(01)
[2]基于图分割的电力系统同调机群辨识新方法[J]. 李雪,姜涛,陈厚合,李国庆. 中国电机工程学报. 2019(23)
[3]计及特征约束的南方电网主网架动态等值方案[J]. 朱林,陈达,张健,李清. 电力自动化设备. 2019(09)
[4]大型交直流混联电网安全运行面临的问题与挑战[J]. 董新洲,汤涌,卜广全,沈沉,宋国兵,王增平,甘德强,侯俊贤,王宾,赵兵,施慎行. 中国电机工程学报. 2019(11)
[5]基于BPA的大规模电力系统工程应用的同调动态等值方法[J]. 顾丹珍,戴海锋,崔勇,赵丹丹. 水电能源科学. 2019(03)
[6]基于递推最小二乘法的虚拟同步发电机参数辨识方法[J]. 罗琴琴,苏建徽,林志光,汪海宁,施永. 电力系统自动化. 2019(01)
[7]计及模型泛化能力的小水电机群动态等值方法研究[J]. 王鹏,张真源,黄琦,张国洲,王妮. 中国电机工程学报. 2018(14)
[8]电力系统高效电磁暂态仿真技术综述[J]. 董毅峰,王彦良,韩佶,李姚旺,苗世洪,侯俊贤. 中国电机工程学报. 2018(08)
[9]逆变型分布式电源模型的多时间尺度降阶分析及稳定一致性证明[J]. 孟潇潇,周念成,王强钢. 中国电机工程学报. 2018(13)
[10]一种工程实用的电力系统等值方法[J]. 朱琳,葛俊,吴学光,刘栋,张嵩,高路. 电力自动化设备. 2017(09)
博士论文
[1]大规模电力系统动态等值方法及相关问题研究[D]. 张宝珍.华南理工大学 2013
硕士论文
[1]电力系统动态等值方法与评价指标研究[D]. 盛启亮.华南理工大学 2017
本文编号：3260458
【文章来源】：东北电力大学吉林省
【文章页数】：62 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２－２大规模电力系统分层示意图??如图２－２所示，在确定研宄区域范围之前，系统运行人员首先会明确系统动态安全稳??
?第２章电力系统网络化简方法??障时满足上式的集合为：??Ｂ＝Ｂ，Ｕ－－－Ｂ，＿１ＵＢ：－－－ＵＢｍ?／?＝?（２－８）??综合上述分析，将系统区域Ａｒｅａ｜内节点与集合Ｂ内节点共同划分为研究区域予以保??留，将系统其余所有剩余节点划分为外部区域进行模型降阶。??２．２．３地理位置因素??在实际电网中，当某省电网内部发生故障或扰动时，通过长距离输电线路与该省电网??相连的其他省电网内部发电机基本是同调的。图２－３为北京地区电网某节点发生三相短路??故障时，山西省电网内部发电机转子角动态过程摇摆曲线。从图中可以明显看出，该故障??下山西省电网内发电机基本同调，因此，若将北京电网作为研宄区域保留，则与之互联的??山西省电网可以作为外部区域进行降阶。??＿１００?５?１０?１５?２０??ｔ／ｓ??图２－３山西省电网发电机转子角摇摆曲线??２．３网络化简方法??电力系统外部区域的中存在大量的负荷节点、联络节点以及电力线路，应用相关理论??方法将其化简的过程称为外部区域的静态等值，在大规模电力系统动态等值时，外部区域??的静态等值研宄是非常重要的环节。现有研宄主要在主要集中在Ｗａｒｄ等值、ＲＥＩ等值及??上述方法的改进，然而上述方法需要己知电网的详细结构及运行状态，当电网缺少必要数??据或网络参数未知时，难以应用上述方法简化系统外部区域。为解决该问题，本节给出一??种基于ＰＭＵ量测数据的电力系统静态等值方法。??２．３．１基于量测数据的网络化简??电力系统ＰＭＵ装置数量的不断增加，使得在线实时监视电力系统运行状态得到迅速??发展。首先，采用ＰＭＵ量测系统稳态时研宂区域与外部区域的边界母线及其联络线状态；??
东北电力大学工学硕士学位论文??，?、、??、、??，％?Ｖｎ?＇??ｉ?厶?１?，ＩＨ＝＞?＼?：?＇；??：ｖ?ｆｌ?；；?；?Ｍｙ?ｉ?Ｋ?Ｖｅ?ｙｅｉ?Ｖ！??＾?ｔ１?ｈｔ—■Ｕ?＇ｔ??ＫｉＪ?ｒ．２，２?｜；?Ｌ｜Ｖｉ２?：??—？?＂￣ｌ?■卜?Ｍ?一??＼?ｈｉ?扯?／?＇?－ｉ－?ｌａ?！??、、—’?、、—’??图２－４网络化简过程示意图??由上图可以看出，区域１为潮流输入端（如外部区域的边界母线），区域２为潮流接??受端（如研宄区域边界母线），则各区域端口潮流有如下表达式：??ｊｓｅｌ＝ｔＣ?ｓｃｌ?＝?ｖｊ：２??｛５，，＝ｒ．，／＊?Ｓｉ２＝Ｖｉ２Ｉ；２??式中，Ｋｉ、分别表示输入端口的电压：ｉｅｌ、／ｅ２分别表示输入端口的电流；『／ｎ、４分别??表示接受端口的电压；／，．，、／，．２分别表示接受端口的电流。上述电气量信息均可通过ＰＭＵ??装置量测得到，则等值系统中输入端口与接受端口的潮流分别为：??＼ｓＥ＝ｓ，＋ｓ?，?＝?ｖ，ｉ＼＋ｖｊ＼??！?：１，２?２?（２－１０）??｛ＳＩ＝Ｓｉｌ＋Ｓｉ２＝Ｖｉ，Ｉ；ｌ＋Ｖｉ２Ｉ；２??求得等值系统中输入端口与接受端口的电流分别为：??［／￡?＝?７，?＋／？，??￡?：＇?／－?（２－１１）??Ｗ／?＝?Ａｌ?＋?，．２??求得等值系统中输入端口与接受端口的电压分别为：??－?（２－１２）??ｉ?，；??求得对地导纳及等效支路导纳分别为：??ｙ?＝Ｙ?－?￡￣?１??ＥＥ?＂?￣?ＶＥ?＋?Ｖ，??．Ｅ?．?＇?（２－１３）??ｙ?ｈ￣ＹＥＥＶＥ??ｒ?ＶＥ－Ｖ，??通过式（２
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于单机等值与选择模态分析的风电场等值建模方法[J]. 古庭赟,杨骐嘉,林呈辉,刘明顺,顾威,伍华伟,张羽,李宇骏. 电力系统保护与控制. 2020(01)
[2]基于图分割的电力系统同调机群辨识新方法[J]. 李雪,姜涛,陈厚合,李国庆. 中国电机工程学报. 2019(23)
[3]计及特征约束的南方电网主网架动态等值方案[J]. 朱林,陈达,张健,李清. 电力自动化设备. 2019(09)
[4]大型交直流混联电网安全运行面临的问题与挑战[J]. 董新洲,汤涌,卜广全,沈沉,宋国兵,王增平,甘德强,侯俊贤,王宾,赵兵,施慎行. 中国电机工程学报. 2019(11)
[5]基于BPA的大规模电力系统工程应用的同调动态等值方法[J]. 顾丹珍,戴海锋,崔勇,赵丹丹. 水电能源科学. 2019(03)
[6]基于递推最小二乘法的虚拟同步发电机参数辨识方法[J]. 罗琴琴,苏建徽,林志光,汪海宁,施永. 电力系统自动化. 2019(01)
[7]计及模型泛化能力的小水电机群动态等值方法研究[J]. 王鹏,张真源,黄琦,张国洲,王妮. 中国电机工程学报. 2018(14)
[8]电力系统高效电磁暂态仿真技术综述[J]. 董毅峰,王彦良,韩佶,李姚旺,苗世洪,侯俊贤. 中国电机工程学报. 2018(08)
[9]逆变型分布式电源模型的多时间尺度降阶分析及稳定一致性证明[J]. 孟潇潇,周念成,王强钢. 中国电机工程学报. 2018(13)
[10]一种工程实用的电力系统等值方法[J]. 朱琳,葛俊,吴学光,刘栋,张嵩,高路. 电力自动化设备. 2017(09)
博士论文
[1]大规模电力系统动态等值方法及相关问题研究[D]. 张宝珍.华南理工大学 2013
硕士论文
[1]电力系统动态等值方法与评价指标研究[D]. 盛启亮.华南理工大学 2017
本文编号：3260458
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