基于同步相量测量单元的电网故障定位研究

发布时间：2020-05-19 19:22

【摘要】：现代电力系统规模日益增大,其控制和保护系统更加复杂,局部故障波及范围增大的几率随之增加。提高电力系统故障诊断能力,成为保证大规模互联电网安全稳定运行的关键因素之一。基于相量测量单元(PMU)的广域测量系统(WAMS),可在电网运行状态下进行在线同步测量,为实现全网实时故障诊断创造了条件。本文以推进WAMS及PMU在电力系统故障诊断领域的应用为出发点,以研究基于PMU的电网故障定位算法为目标,对WAMS及PMU的发展前景,组成原理,高级应用以及基于PMU/WAMS的现代电力系统故障定位研究现状进行分析总结,深刻解析PMU在故障分析领域的配置特点,结合现代电力系统的分散控制思想,提出基于有限PMU的电力系统实时故障诊断的整体框架,并通过仿真对算法性能进行详细验证。本论文的主要研究内容及科研成果可归纳为以下几个部分:1、基于分散控制思想,研究聚类分析基本理论。对谱系聚类分析的常用方法及具体步骤展开分析比较,结合电力系统节点间电气距离直接反映节点间电气联系紧密程度的特点,选定最小距离法对电力系统展开聚类分析。2、提出基于PMU优化配置和聚类分析的电力系统分区方法。对系统可观测性与PMU配置的关系展开研究,选定能满足系统故障可观测性的PMU间隔母线配置方案,对其应用于故障诊断领域的合理性进行验证。将PMU间隔母线配置与基于最小距离法的谱系聚类相结合,提出基于PMU优化配置及聚类分析的电力系统分区方法,并在IEEE39节点系统中进行算例分析。3、提出基于有限PMU及线路集中参数模型的多端故障定位算法,形成电力系统故障诊断的整体框架。子系统划分后,提出利用子系统故障可疑指数P,进行故障子系统识别。采用按P值大小对各子系统降序排序的方式,表征子系统内部故障的可能性。之后,对各子系统依序展开故障搜索,当连续两个子系统均未发现故障时停止搜索,从而减少对其他无故障子系统进行故障诊断的次数,提高算法运行效率。在子系统内进行故障定位时,提出基于有限PMU及线路集中参数模型的多端故障定位算法。将子系统内的每条线路逐一假设为故障线路,仅利用母线正序电压的故障分量建立阻抗型节点方程,克服电流互感器饱和的影响。算法易于实现,计算量小,仿真证实算法定位准确,不受故障类型,系统结构,过渡电阻及电流互感器饱和的影响,在有PMU信息缺失情况下仍能实现故障定位,并能够在多重故障下实现故障诊断。4、提出基于有限PMU及线路贝瑞隆模型的多端故障定位方法,完善系统故障诊断整体框架。考虑到输电线路分布电容的影响,结合PMU配置,根据各PMU经不同出线推导至同一母线的电压相同的原理,构造基于贝瑞隆模型的故障线路多端定位公式,并通过仿真证实其有效性。在仿真分析中,将基于贝瑞隆模型和线路集中参数模型的两种故障定位算法进行比较,得出基于贝瑞隆模型的故障定位算法定位精度更高,基于集中参数模型的故障定位算法能在子系统内发生PMU信息缺失时完成故障诊断的结论。因此,结合两种算法的优势,对论文故障诊断整体框架进行完善和补充,最终得到改进的基于PMU优化配置的电力系统故障诊断整体框架。
【图文】：

）逦２００３年，江苏省电力公司、北京四方同创，以及清华大学共同了符合ＩＥＥＥ１３４４标准的基于ＰＭＵ的广域测量系统，这也是我自主知识产权的ＷＡＭＳ。２００５年１０月２８日，江苏电网ＷＡＭＳ集并上传了完整的扰动数据，对扰动分析起了关键性的帮助。该成，首先实现对系统动态过程的监测分析，二期逐步与ＥＭＡ及统接口兼容并连接，最终实现江苏电网实时动态控制［１］。逡逑广域量测技术的逐渐成熟及在多个方面的良好表现，全国各地电建设基于ＧＰＳ／ＰＭＵ的同步相量监测及广域测量系统，如华东北电网ＷＡＭＳ，，河南电网ＷＡＭＳ等。与此同时，国内对ＰＭ改进及功能扩展。２００８年，国家电科院研制出新型分布式ＰＭＵ所示。子站以电力实时动态监测装置为核心，基于ＧＰＳ时钟同不同位置ＰＭＵ同步相量采集及实时上传，实现对系统运行状态预测，为系统各种异常事件提供同步丰富的信息［２６］。逡逑

一之中间矩离图
【学位授予单位】：山东大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TM732;TM933.313

【参考文献】

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本文编号：2671356