区域间低频振荡辨识方法和关联机组再调度抑制策略

发布时间：2017-10-20 21:40

  本文关键词：区域间低频振荡辨识方法和关联机组再调度抑制策略

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【摘要】：低频振荡(Low Frequency Oscillation,LFO)是威胁大规模互联电网安全稳定运行的重要问题之一。立足全网信息和全部元件动态模型进行的所有模态或部分主导模态分析方法,既容易出现计算规模的“维数灾”现象,也会产生对与区域间LFO无关机组阻尼特性的额外分析。机组的阻尼特性由发电机组电枢反应等效电路、控制系统和运行工况等参数综合决定,而互联电网区域间的LFO现象应主要与振荡联络线关联的送、受端区域电网内部分关联机组的弱阻尼甚至负阻尼有关。若能利用与振荡联络线和关联机组有关的局部信息,则就有望在克服上述问题的基础上提高LFO分析的准确性和抑制对策制定的针对性。本文在应用电力网络源流路径电气剖分方法提供LFO联络线关联机组局部运行工况的基础上,对如何进行机组级电气剖分并由此分析与剖分路径链相关的阻尼特性、对如何利用联络线功率信号辨识区域间LFO模态、如何通过关联机组发电计划的人工再调度抑制LFO等问题,进行了比较深入的研究,并取得了具有实用价值的研究进展。在电力网络级电气剖分的基础上,依据机组外部局部电气剖分运行工况信息,推导了对机组内部电枢等效电路参数进行机组级电气剖分的关系,综合内外部关系可获得由剖分子电源内节点出发、途径各剖分子支路并终止于剖分子负荷的某一完整的剖分路径链信息。基于该剖分路径链,并由对应子运行工况下的机电特性方程,推导了各剖分子电源的Philips-Herffron模型,并由此得出了剖分子电源等效阻尼系数、机组总阻尼系数的计算关系,为进一步辨识与区域间LFO关联的弱阻尼机组及其剖分路径链、以及根据关联机组阻尼特性差异进行发电计划的人工再调度以有效抑制LFO,提供了方法支撑。为准确和高效在线辨识联络线功率出现的LFO模态,本文引入一种处理非平稳信号的新方法——极点对称模态分解(Extreme-Point Symmetric Mode Decomposition,ESMD)法,并对其进行了改进:采用频谱移动技术解决原方法频率分辨率低的问题,并基于原信号时频特性,提出了一种移频量的计算方法。最后,根据互联电网LFO信号的特点,设计了应用改进方法辨识负阻尼或弱阻尼LFO模态的流程,并以算例对LFO模态辨识效果进行了检验。为抑制互联电网区域间LFO,本文基于上述理论研究成果,探讨了关联机组发电计划人工再调度策略。应用电力网络级的电气剖分信息,在送、受端区域电网内快速捕捉到少量与振荡联络线关联的发电机组,形成重点排查子集;对该子集中的机组,通过阈值筛选将负阻尼或低阻尼者缩编成高度疑似机组子集;对该子集中的机组,定义单位输出功率等效阻尼系数指标,设计出一种通过调整相关机组输出功率以抑制LFO的策略。算例表明,所提方法和策略在准确辨识高度疑似机组、尽可能地维持联络线功率输送计划的基础上,可以收到明显改善区域间阻尼特性的效果。本文工作得到国家自然科学基金面上项目《源流路径电气剖分理论及其在电网调度中的应用》(50477008)、国家电网公司总部重大科技专项《大电网在线评估技术深化研究》(SGCC-MPLG-023-2012)的资助。
【关键词】：互联电网 低频振荡(LFO) 电气剖分 阻尼 辨识 调度
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM732
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 第1章 绪论10-17
• 1.1 课题背景及研究的目的和意义10-11
• 1.2 国内外在该方向上的研究现状11-15
• 1.2.1 低频振荡机理研究现状11-12
• 1.2.2 低频振荡分析方法研究现状12-15
• 1.3 电气剖分方法在低频振荡研究中的应用现状15-16
• 1.4 本文主要研究内容16-17
• 第2章 基于完整电气剖分路径链的机组阻尼分析17-29
• 2.1 引言17
• 2.2 网络级电气剖分方法简介17-19
• 2.3 机组级电气剖分关系分析19-22
• 2.3.1 同步发电机等效电气剖分20-21
• 2.3.2 完整电气剖分路径链的形成21-22
• 2.4 基于完整电气剖分路径链的Philips-Heffron模型推导22-27
• 2.4.1 发电机交轴暂态电势关系的线性化22-24
• 2.4.2 发电机转子运动方程的线性化24-25
• 2.4.3 发电机电磁转矩关系的线性化25-26
• 2.4.4 发电机机端电压的线性化26-27
• 2.5 基于剖分子电源Philips-Heffron模型的阻尼系数27-28
• 2.6 本章小结28-29
• 第3章 基于极点对称模态分解的低频信号辨识29-46
• 3.1 引言29-30
• 3.2 HHT与ESMD法简介30-36
• 3.2.1 希尔伯特-黄变换30-31
• 3.2.2 极点对称模态分解31-36
• 3.3 提高ESMD法频率分辨率的方法36-41
• 3.3.1 模态分解结果的混叠现象36-38
• 3.3.2 基于希尔伯特特性的模态混叠解决方案38-39
• 3.3.3 频移量的确定与模态频率分辨效果分析39-41
• 3.4 ESMD法在电力系统LFO模态辨识中的应用41-44
• 3.4.1 电力系统LFO模态在线辨识流程41-43
• 3.4.2 算例分析43-44
• 3.5 本章小结44-46
• 第4章 面向区域间LFO抑制的关联机组再调度策略46-56
• 4.1 引言46-47
• 4.2 区域间LFO关联机组的确定方法47-49
• 4.2.1 重点排查机组子集合的生成47-48
• 4.2.2 高度疑似机组子集合的生成48-49
• 4.3 关联机组再调度策略的制定方法49-53
• 4.4 算例分析53-55
• 4.5 本章小结55-56
• 结论56-57
• 参考文献57-63
• 攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果63-65
• 致谢65

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前8条

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本文编号：1069542