基于随机矩阵理论的电力系统暂态稳定态势评估
发布时间：2022-01-05 19:05
近年来,随着绿色能源和高新技术的飞跃发展,电力系统进入到了智能电网时代。智能电网规模庞大,同时电网内部含有大量新能源接入,这给传统的依赖建模的电力系统分析方法造成困难,电力大数据分析方法应运而生。本文将电力系统分析和大数据分析方法相结合,通过挖掘电网数据的内在关联性,初步实现对电力系统暂态稳定态势分析,并由此运用到电力系统的扰动定位、在线监视等方面,希望为智能电网的安全稳定运行提供一种新的分析手段。首先,将随机矩阵理论运用到电力系统暂态稳定态势分析中,对暂态电压稳定和暂态功角稳定分别分析。选取节点电压幅值数据,结合支路指标数据构造随机矩阵,借助平移时窗法,比较平均谱半径和最大特征值两个统计量对暂态电压稳定态势分析的有效性;选取节点电压相角数据和发电机暂态能量数据构造随机矩阵,借助平移时窗法,比较平均谱半径和最大特征值两个统计量对暂态功角稳定性分析的有效性。仿真分析表明,应用随机矩阵理论可以实现电力系统暂态稳定态势分析。其次,运用随机矩阵理论实现电力系统扰动定位。选取最大特征值统计量,对随机矩阵加以改造,依靠欧式距离构造相似度指标,提出了一种基于随机矩阵理论的快速扰动定位方法。通过构造算...
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：64 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
单环定理算例验证
哈尔滨工业大学工程硕士学位论文-15-续增加时，平均谱半径随着电网节点电压不断下降而下降，直至最终电压崩溃，平均谱半径稳定在0.1左右。平均谱半径曲线的结果与单环定理结论相吻合。图2-8平均谱半径算例验证（2）M-P定理与最大特征值的验证如图2-9为系统稳定与系统失稳两种状态下节点电压幅值矩阵经过M-P定理处理后的特征值分布图。由图可以看出，系统稳定时，特征值的分布符合M-P定理的结论；而当系统电压逐渐崩溃时，数据矩阵失去随机性，特征值中出现离群值，已经不符合M-P定理结论。a)系统稳态运行时b)节点电压崩溃时图2-9M-P定理算例验证如图2-10为M-P定理下的最大特征值曲线。由图可以看出，系统稳定时最大特征值稳定在3左右，在M-P定理特征值范围内。节点负荷持续增加时，最大特征值随着电网节点电压不断下降而开始快速上升，直至最终电压崩溃，最大特征值稳定在38左右。最大特征值曲线的结果与M-P定理结论相吻合。
哈尔滨工业大学工程硕士学位论文-15-续增加时，平均谱半径随着电网节点电压不断下降而下降，直至最终电压崩溃，平均谱半径稳定在0.1左右。平均谱半径曲线的结果与单环定理结论相吻合。图2-8平均谱半径算例验证（2）M-P定理与最大特征值的验证如图2-9为系统稳定与系统失稳两种状态下节点电压幅值矩阵经过M-P定理处理后的特征值分布图。由图可以看出，系统稳定时，特征值的分布符合M-P定理的结论；而当系统电压逐渐崩溃时，数据矩阵失去随机性，特征值中出现离群值，已经不符合M-P定理结论。a)系统稳态运行时b)节点电压崩溃时图2-9M-P定理算例验证如图2-10为M-P定理下的最大特征值曲线。由图可以看出，系统稳定时最大特征值稳定在3左右，在M-P定理特征值范围内。节点负荷持续增加时，最大特征值随着电网节点电压不断下降而开始快速上升，直至最终电压崩溃，最大特征值稳定在38左右。最大特征值曲线的结果与M-P定理结论相吻合。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于结构保持能量函数的电力系统暂态稳定分析方法研究[J]. 贾天下,孙华东,赵兵,王志文,徐式蕴,吴萍. 中国电机工程学报. 2020(09)
[2]电力系统大干扰稳定性分析方法综述[J]. 陈民权,康卓然,张谦,廖圣文,刘俊磊,甘德强,吴浩. 南方电网技术. 2020(02)
[3]基于灵敏度分析和时域仿真的暂态稳定预防控制优化方法[J]. 田芳,周孝信,于之虹. 电力自动化设备. 2018(07)
[4]智能电网监控运行大数据分析系统总体设计[J]. 冷喜武,陈国平,白静洁,张家琪. 电力系统自动化. 2018(12)
[5]直流功率调制对黑龙江电网功角稳定性的作用分析[J]. 张帆,韩民晓,刘晋,徐洪涛,边二曼. 电气工程学报. 2018(04)
[6]电力系统小干扰稳定性研究方法综述[J]. 张松兰. 西安航空学院学报. 2017(01)
[7]随机矩阵理论在电力系统认知中的应用初探[J]. 贺兴,艾芊,邱才明,章健,徐心怡. 电网技术. 2017(04)
[8]基于随机矩阵理论的电力系统暂态稳定性分析[J]. 刘威,张东霞,王新迎,刘道伟,吴茜. 中国电机工程学报. 2016(18)
[9]基于随机矩阵理论的电网静态稳定态势评估方法[J]. 吴茜,张东霞,刘道伟,刘威,邓春雨. 中国电机工程学报. 2016(20)
[10]基于时域仿真的电力系统暂态稳定性分析[J]. 涂建,詹习生,黄贞辉. 矿山机械. 2016(06)
博士论文
[1]基于SGEAC法的电力系统暂态稳定分析与控制[D]. 周野.湖南大学 2013
硕士论文
[1]基于随机矩阵理论的电力系统态势感知方法研究[D]. 周忠强.贵州大学 2019
[2]随机矩阵理论在电力系统态势分析中的应用研究[D]. 侯晓豪.哈尔滨工业大学 2019
[3]基于IEC61850标准的智能变电站仿真培训系统设计[D]. 纪璐.华北电力大学 2018
[4]智能电网中大数据可视化技术的研究[D]. 黄堰.华北电力大学 2018
[5]基于多维信息的电力系统故障诊断方法研究[D]. 陈伟彪.华中科技大学 2017
[6]基于能量函数法的电力系统暂态电压稳定域研究[D]. 詹富均.华南理工大学 2017
[7]考虑特高压的福建电网稳定性仿真研究[D]. 王彦广.华北电力大学（北京） 2010
[8]电力市场环境下计及安全稳定约束的可用输电能力研究[D]. 叶佳明.长沙理工大学 2009
本文编号：3570908
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：64 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
单环定理算例验证
哈尔滨工业大学工程硕士学位论文-15-续增加时，平均谱半径随着电网节点电压不断下降而下降，直至最终电压崩溃，平均谱半径稳定在0.1左右。平均谱半径曲线的结果与单环定理结论相吻合。图2-8平均谱半径算例验证（2）M-P定理与最大特征值的验证如图2-9为系统稳定与系统失稳两种状态下节点电压幅值矩阵经过M-P定理处理后的特征值分布图。由图可以看出，系统稳定时，特征值的分布符合M-P定理的结论；而当系统电压逐渐崩溃时，数据矩阵失去随机性，特征值中出现离群值，已经不符合M-P定理结论。a)系统稳态运行时b)节点电压崩溃时图2-9M-P定理算例验证如图2-10为M-P定理下的最大特征值曲线。由图可以看出，系统稳定时最大特征值稳定在3左右，在M-P定理特征值范围内。节点负荷持续增加时，最大特征值随着电网节点电压不断下降而开始快速上升，直至最终电压崩溃，最大特征值稳定在38左右。最大特征值曲线的结果与M-P定理结论相吻合。
哈尔滨工业大学工程硕士学位论文-15-续增加时，平均谱半径随着电网节点电压不断下降而下降，直至最终电压崩溃，平均谱半径稳定在0.1左右。平均谱半径曲线的结果与单环定理结论相吻合。图2-8平均谱半径算例验证（2）M-P定理与最大特征值的验证如图2-9为系统稳定与系统失稳两种状态下节点电压幅值矩阵经过M-P定理处理后的特征值分布图。由图可以看出，系统稳定时，特征值的分布符合M-P定理的结论；而当系统电压逐渐崩溃时，数据矩阵失去随机性，特征值中出现离群值，已经不符合M-P定理结论。a)系统稳态运行时b)节点电压崩溃时图2-9M-P定理算例验证如图2-10为M-P定理下的最大特征值曲线。由图可以看出，系统稳定时最大特征值稳定在3左右，在M-P定理特征值范围内。节点负荷持续增加时，最大特征值随着电网节点电压不断下降而开始快速上升，直至最终电压崩溃，最大特征值稳定在38左右。最大特征值曲线的结果与M-P定理结论相吻合。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于结构保持能量函数的电力系统暂态稳定分析方法研究[J]. 贾天下,孙华东,赵兵,王志文,徐式蕴,吴萍. 中国电机工程学报. 2020(09)
[2]电力系统大干扰稳定性分析方法综述[J]. 陈民权,康卓然,张谦,廖圣文,刘俊磊,甘德强,吴浩. 南方电网技术. 2020(02)
[3]基于灵敏度分析和时域仿真的暂态稳定预防控制优化方法[J]. 田芳,周孝信,于之虹. 电力自动化设备. 2018(07)
[4]智能电网监控运行大数据分析系统总体设计[J]. 冷喜武,陈国平,白静洁,张家琪. 电力系统自动化. 2018(12)
[5]直流功率调制对黑龙江电网功角稳定性的作用分析[J]. 张帆,韩民晓,刘晋,徐洪涛,边二曼. 电气工程学报. 2018(04)
[6]电力系统小干扰稳定性研究方法综述[J]. 张松兰. 西安航空学院学报. 2017(01)
[7]随机矩阵理论在电力系统认知中的应用初探[J]. 贺兴,艾芊,邱才明,章健,徐心怡. 电网技术. 2017(04)
[8]基于随机矩阵理论的电力系统暂态稳定性分析[J]. 刘威,张东霞,王新迎,刘道伟,吴茜. 中国电机工程学报. 2016(18)
[9]基于随机矩阵理论的电网静态稳定态势评估方法[J]. 吴茜,张东霞,刘道伟,刘威,邓春雨. 中国电机工程学报. 2016(20)
[10]基于时域仿真的电力系统暂态稳定性分析[J]. 涂建,詹习生,黄贞辉. 矿山机械. 2016(06)
博士论文
[1]基于SGEAC法的电力系统暂态稳定分析与控制[D]. 周野.湖南大学 2013
硕士论文
[1]基于随机矩阵理论的电力系统态势感知方法研究[D]. 周忠强.贵州大学 2019
[2]随机矩阵理论在电力系统态势分析中的应用研究[D]. 侯晓豪.哈尔滨工业大学 2019
[3]基于IEC61850标准的智能变电站仿真培训系统设计[D]. 纪璐.华北电力大学 2018
[4]智能电网中大数据可视化技术的研究[D]. 黄堰.华北电力大学 2018
[5]基于多维信息的电力系统故障诊断方法研究[D]. 陈伟彪.华中科技大学 2017
[6]基于能量函数法的电力系统暂态电压稳定域研究[D]. 詹富均.华南理工大学 2017
[7]考虑特高压的福建电网稳定性仿真研究[D]. 王彦广.华北电力大学（北京） 2010
[8]电力市场环境下计及安全稳定约束的可用输电能力研究[D]. 叶佳明.长沙理工大学 2009
本文编号：3570908
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