面向互联电网态势感知的机电振荡分析与控制研究
发布时间：2022-09-21 19:35
随着高压大功率电力电子技术的进步,跨区域大容量交直流互联的发展,以及区域内输配电网间歇性、随机性新能源的接入,在提高电力系统运行经济性和优化一次能源比例的同时,也使整个互联系统的电力电子化程度逐渐增高,动态特性变得更为复杂。发展广域测量系统（Wide Area Meassurment System,WAMS）及态势感知（Situation Awareness,SA）技术的重要目标之一就是提供这些复杂互联系统机电振荡行为的模式信息,振荡交互路径等关键信息以及相应的校正或预防控制措施。而支撑上述目标实现的基础理论中,关于机电振荡相对局域性量化指标、模式演化、同调性估计、动态降阶、预防控制、校正控制以及基于电力电子整流技术的电力系统稳定器（Power System Stablizer,PSS）和广域阻尼控制器（Wide Area Damping Control,WADC）配置等问题还有待深入研究和探讨。为此,本文面向以电力电子化为显著特征的“新一代电力系统”的态势感知理论与方法,从其机电振荡量化分析和控制两个方面入手,将理论研究与仿真实验相结合,开展了如下研究工作。首先,调查了适用于电力电子...
【文章页数】：109 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 研究背景和意义
1.2 国内外研究现状与发展趋势
1.2.1 广域测量系统和态势感知技术发展
1.2.2 机电振荡机理讨论与机电振荡模式演化机理思路
1.2.3 机电振荡分析方法的现状与讨论
1.2.3.1 基于模型的离线机电振荡分析方法
1.2.3.2 基于量测的机电振荡分析方法
1.2.4 机电振荡的控制措施现状与讨论
1.2.4.1 基于一次系统的抑制措施
1.2.4.2 基于二次系统的抑制措施
1.3 本文主要研究内容
第二章 互联电网机电振荡分析与控制的基础理论
2.1 基于特征值的机电振荡分析基础理论
2.1.1 电力系统状态方程
2.1.2 特征值及特征向量
2.1.3 状态变量的解耦
2.1.4 振型、参与因子以及可控性和可观性
2.2 基于pss的机电振荡控制基础理论
2.2.1 pss抑制机电振荡的机理
2.2.1.1 发电机励磁系统对机电振荡的影响
2.2.1.2 pss抑制机电振荡的原理
2.2.2 pss设计
2.2.2.1 pss安装地点的选择
2.2.2.2 pss参数整定
第三章 机电振荡相对局域性指标及其适应性
3.1 引言
3.2 依靠频率判断模式区域或局部属性的不足
3.3 模式局域性的量化与指标改进
3.3.1 模式局域性的量化
3.3.2 传统的相对局域性指标设计
3.3.3 改进的相对局域性指标
3.4 算例分析
3.4.1 算例1：ieee50机145母线系统
3.4.2 算例2：kundur4机11母线系统
3.5 本章小结
第四章 机电振荡模式属性和机组参与特性量化分析
4.1 引言
4.2 不同系统边界条件下局域性指标计算及特性分析
4.2.1 局域性指标有效性的验证
4.2.2 基于lidx的模式演化分析
4.2.3 不同边界条件下的局部模式特性变化分析
4.2.4 不同边界条件下的区域模式特性变化分析
4.3 联络线潮流的影响
4.4 旋转备用容量的影响
4.5 本章小结
第五章 发电机同调性辨识及预防控制研究
5.1 引言
5.2 同调发电机群辨识和预防控制策略
5.2.1 基于慢模式的同调机群辨识方法
5.2.2 基于时域响应的同调机群辨识方法
5.2.2.1 电力系统摇摆方程
5.2.2.2 严格的同调机群
5.2.2.3 同调机群判据取值讨论
5.2.3 一种基于发电机同调辨识的发电机再调度方法
5.2.3.1 转子角惯性中心
5.2.3.2 转子轨迹指标
5.2.3.3 一种同调发电机群划分方法
5.2.3.4 一种发电再调度预防控制策略
5.3 基于模型相对局域性指标lidx的发电机同调性辨识算例研究
5.4 基于量测的发电机同调性辨识和预防控制算例研究
5.5 本章小结
第六章 基于主导区间振荡路径的pss与wadc配置及影响研究
6.1 引言
6.2 基础理论
6.2.1 电力系统的线性模型
6.2.2 网络变量的灵敏度
6.2.3 网络变量的振型
6.2.4 主导区间振荡路径的性质
6.3 主导区间振荡路径识别方法
6.3.1 基于模型的区间路径识别方法
6.3.2 基于量测的区间路径识别方法
6.4 算例分析
6.4.1 主导区间路径的确定
6.4.2 本地信号pss配置与参数整定
6.4.3 本地信号pss配置对区间模式的影响
6.4.4 广域阻尼控制(wadc)对于区间模式的影响
6.4.4.1 wadc的输入信号和布点的选择
6.4.4.2 wadc布点的影响和分析
6.5 本章小结
第七章 结论与展望
7.1 结论
7.2 研究工作展望
致谢
参考文献
附表a ieee50机145母线系统的发电机主要参数
附录b 攻读博士学位期间发表论文及科研成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于滑模控制的牵引网网压低频振荡抑制方法[J]. 刘爽,刘志刚,王亚绮,耿照照. 电网技术. 2018(09)
[2]机组引发低频振荡的传播特性分析及定位研究[J]. 伍双喜,徐衍会,张莎,吴国炳,杨银国,钱峰,刘俊磊. 电网技术. 2018(06)
[3]基于混沌变异粒子群算法的PSS与SVC阻尼控制器协调优化设计[J]. 周金环,车延博,舒展,胡晓青. 电工电能新技术. 2018(05)
[4]高比例新能源电力系统的发展机遇、挑战及对策[J]. 汪宁渤,马明,强同波,吕清泉,谭洪斌. 中国电力. 2018(01)
[5]自适应自抗扰比例积分控制下的高速铁路车网耦合系统低频振荡抑制方法[J]. 许加柱,程慧婕,黄文,刘裕兴,陈治宇,安柏楠. 中国电机工程学报. 2018(14)
[6]基于正交子空间投影的电力系统同调机群辨识[J]. 姜涛,张明宇,李雪,陈厚合,李国庆. 电工技术学报. 2018(09)
[7]负荷态势感知:概念、架构及关键技术[J]. 许鹏,孙毅,石墨,李彬,祁兵. 中国电机工程学报. 2018(10)
[8]广域测量系统可观性概率评估及其在PMU优化配置中的应用[J]. 罗深增,李银红,石东源. 电工技术学报. 2018(08)
[9]基于奇异值分解的同调机群识别方法[J]. 朱乔木,陈金富,段献忠,游昊,李本瑜. 电工技术学报. 2018(03)
[10]基于NExT和PRCE方法的低频振荡分析[J]. 谢剑,成业,王晓茹. 电工技术学报. 2018(01)
博士论文
[1]基于广域测量系统的电力系统阻尼控制器设计[D]. 石颉.天津大学 2007
[2]电力系统低频振荡共振机理的研究[D]. 王铁强.华北电力大学 2001
本文编号：3680539
【文章页数】：109 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 研究背景和意义
1.2 国内外研究现状与发展趋势
1.2.1 广域测量系统和态势感知技术发展
1.2.2 机电振荡机理讨论与机电振荡模式演化机理思路
1.2.3 机电振荡分析方法的现状与讨论
1.2.3.1 基于模型的离线机电振荡分析方法
1.2.3.2 基于量测的机电振荡分析方法
1.2.4 机电振荡的控制措施现状与讨论
1.2.4.1 基于一次系统的抑制措施
1.2.4.2 基于二次系统的抑制措施
1.3 本文主要研究内容
第二章 互联电网机电振荡分析与控制的基础理论
2.1 基于特征值的机电振荡分析基础理论
2.1.1 电力系统状态方程
2.1.2 特征值及特征向量
2.1.3 状态变量的解耦
2.1.4 振型、参与因子以及可控性和可观性
2.2 基于pss的机电振荡控制基础理论
2.2.1 pss抑制机电振荡的机理
2.2.1.1 发电机励磁系统对机电振荡的影响
2.2.1.2 pss抑制机电振荡的原理
2.2.2 pss设计
2.2.2.1 pss安装地点的选择
2.2.2.2 pss参数整定
第三章 机电振荡相对局域性指标及其适应性
3.1 引言
3.2 依靠频率判断模式区域或局部属性的不足
3.3 模式局域性的量化与指标改进
3.3.1 模式局域性的量化
3.3.2 传统的相对局域性指标设计
3.3.3 改进的相对局域性指标
3.4 算例分析
3.4.1 算例1：ieee50机145母线系统
3.4.2 算例2：kundur4机11母线系统
3.5 本章小结
第四章 机电振荡模式属性和机组参与特性量化分析
4.1 引言
4.2 不同系统边界条件下局域性指标计算及特性分析
4.2.1 局域性指标有效性的验证
4.2.2 基于lidx的模式演化分析
4.2.3 不同边界条件下的局部模式特性变化分析
4.2.4 不同边界条件下的区域模式特性变化分析
4.3 联络线潮流的影响
4.4 旋转备用容量的影响
4.5 本章小结
第五章 发电机同调性辨识及预防控制研究
5.1 引言
5.2 同调发电机群辨识和预防控制策略
5.2.1 基于慢模式的同调机群辨识方法
5.2.2 基于时域响应的同调机群辨识方法
5.2.2.1 电力系统摇摆方程
5.2.2.2 严格的同调机群
5.2.2.3 同调机群判据取值讨论
5.2.3 一种基于发电机同调辨识的发电机再调度方法
5.2.3.1 转子角惯性中心
5.2.3.2 转子轨迹指标
5.2.3.3 一种同调发电机群划分方法
5.2.3.4 一种发电再调度预防控制策略
5.3 基于模型相对局域性指标lidx的发电机同调性辨识算例研究
5.4 基于量测的发电机同调性辨识和预防控制算例研究
5.5 本章小结
第六章 基于主导区间振荡路径的pss与wadc配置及影响研究
6.1 引言
6.2 基础理论
6.2.1 电力系统的线性模型
6.2.2 网络变量的灵敏度
6.2.3 网络变量的振型
6.2.4 主导区间振荡路径的性质
6.3 主导区间振荡路径识别方法
6.3.1 基于模型的区间路径识别方法
6.3.2 基于量测的区间路径识别方法
6.4 算例分析
6.4.1 主导区间路径的确定
6.4.2 本地信号pss配置与参数整定
6.4.3 本地信号pss配置对区间模式的影响
6.4.4 广域阻尼控制(wadc)对于区间模式的影响
6.4.4.1 wadc的输入信号和布点的选择
6.4.4.2 wadc布点的影响和分析
6.5 本章小结
第七章 结论与展望
7.1 结论
7.2 研究工作展望
致谢
参考文献
附表a ieee50机145母线系统的发电机主要参数
附录b 攻读博士学位期间发表论文及科研成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于滑模控制的牵引网网压低频振荡抑制方法[J]. 刘爽,刘志刚,王亚绮,耿照照. 电网技术. 2018(09)
[2]机组引发低频振荡的传播特性分析及定位研究[J]. 伍双喜,徐衍会,张莎,吴国炳,杨银国,钱峰,刘俊磊. 电网技术. 2018(06)
[3]基于混沌变异粒子群算法的PSS与SVC阻尼控制器协调优化设计[J]. 周金环,车延博,舒展,胡晓青. 电工电能新技术. 2018(05)
[4]高比例新能源电力系统的发展机遇、挑战及对策[J]. 汪宁渤,马明,强同波,吕清泉,谭洪斌. 中国电力. 2018(01)
[5]自适应自抗扰比例积分控制下的高速铁路车网耦合系统低频振荡抑制方法[J]. 许加柱,程慧婕,黄文,刘裕兴,陈治宇,安柏楠. 中国电机工程学报. 2018(14)
[6]基于正交子空间投影的电力系统同调机群辨识[J]. 姜涛,张明宇,李雪,陈厚合,李国庆. 电工技术学报. 2018(09)
[7]负荷态势感知:概念、架构及关键技术[J]. 许鹏,孙毅,石墨,李彬,祁兵. 中国电机工程学报. 2018(10)
[8]广域测量系统可观性概率评估及其在PMU优化配置中的应用[J]. 罗深增,李银红,石东源. 电工技术学报. 2018(08)
[9]基于奇异值分解的同调机群识别方法[J]. 朱乔木,陈金富,段献忠,游昊,李本瑜. 电工技术学报. 2018(03)
[10]基于NExT和PRCE方法的低频振荡分析[J]. 谢剑,成业,王晓茹. 电工技术学报. 2018(01)
博士论文
[1]基于广域测量系统的电力系统阻尼控制器设计[D]. 石颉.天津大学 2007
[2]电力系统低频振荡共振机理的研究[D]. 王铁强.华北电力大学 2001
本文编号：3680539
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/dianlidianqilunwen/3680539.html
