电力系统动态参数辨识及暂态稳定紧急控制算法研究

发布时间：2019-07-30 20:51

【摘要】：电力系统仿真计算是电力系统动态安全分析的基本工具,而仿真计算的可靠性直接依赖电力系统模型参数的准确性,如何准确确定电力系统“四大参数”即励磁系统及其调节器参数、原动机及其调节器参数、同步发电机参数和电力负荷参数是电力系统领域亟需解决的课题之一。电力系统暂态稳定紧急控制是维持电力系统安全稳定运行的重要手段,而暂态稳定紧急控制算法计算效率一直是制约其在线应用的瓶颈。在获得电力系统模型参数的基础上,开发高效的暂态稳定紧急控制算法,以期实现暂态稳定紧急控制的在线计算对电力系统安全稳定控制有重要意义。本文对电力系统动态参数辨识以及电力系统暂态稳定紧急控制算法做了较为深入的研究,主要工作有： (1)多机系统发电机参数整体辨识。基于广域测量系统,建立发电机参数整体辨识的数学模型,对多机系统多台发电机参数同时辨识。对整体辨识下发电机参数可辨识性进行了分析,从理论上证明了整体辨识的可行性。提出一种用于发电机参数辨识的PMU配置算法,较少的PMU获得较好的辨识效果。针对整体辨识下优化问题规模较大、计算时间较长等问题,提出并行简约空间内点算法求解,较好地解决了整体辨识方法的计算效率问题； (2)广域电力系统参数整体辨识。基于广域测量系统,对同步发电机参数、励磁系统参数、调速系统参数以及电力负荷参数同时辨识,建立电力系统参数整体辨识的数学模型。采用分类辨识、参数轨迹灵敏度分析等手段对辨识参数进行一定程度的降阶。基于轨迹灵敏度对整体辨识方法下参数可辨识性进行了分析,并提出一种用于参数辨识的PMU配置算法。针对广域电力系统参数整体辨识优化问题规模较大,梯度计算较为复杂等问题,提出一种基于自动微分技术和简约空间内点算法的参数辨识算法,极大地降低了算法开发困难,较好地解决了广域电力系统参数整体辨识的计算瓶颈； (3)基于多核处理器的暂态稳定紧急控制并行算法。电力系统暂态稳定紧急控制是一类大规模动态优化问题,利用差分化后暂态稳定紧急控制问题自由度较低的特点,提出应用简约空间内点算法进行求解。在此基础上,对算法关键耗时环节多线程并行计算,进一步提高计算效率； (4)基于并行集群系统的暂态稳定紧急控制并行算法。采用有限元正交配置法差分化暂态稳定紧急控制问题,与传统隐式梯形法相比从源头上降低了优化问题规模,利用差分化后暂态稳定紧急控制问题自由度较低的特点,应用简约空间内点算法进行求解。在此基础上,对简约空间内点算法关键耗时环节提出一种双层并行策略,并在并行集群系统上进行了测试,测试结果表明该并行算法极大地提高了暂态稳定紧急控制计算效率,具有在线应用的潜力；
【图文】：

图2-1参数辨识原理框图针对不同研究目的，需要采用不同的发电机模型。当对多机系统进行稳定性研究时，模型得到了广泛的应用[6]。本章提出整体辨识算法对多机系统中三阶发电机参数进行。针对某个系统，共有台同步发电机，参数未知，需要辨识，，其中台发电机节有PMU。考虑测量数据误差因素，在iVs个故障情景下对发电机参数进行辨识，￥高精度。目标函数对系统中装有PMU节点的发电机电压、电流及功角进行拟合，模型值和测量值的最小乘误差最小为目标函数：/ ⑷=f2!;[(《-c)2+w 厂/a]r,r ‘；。 (2.1)t[K - iL f+f>=1 /-1 /=0 L J
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TM74;TM712

【参考文献】