互联电网解列断面搜索方法及解列后孤岛稳定性研究

发布时间：2020-09-30 09:35

　　 随着区域电网互联和电网规模日益扩大,以及新能源不断并入,电力系统的运行方式日趋复杂,导致我国电力系统安全稳定问题也日益突出。解列作为电网受到大扰动后的最后一道防线,能够有效地避免故障扩散、防止大面积停电事故的发生。因此,分析和选择合理的最优解列断面搜索方法,研究解列后孤岛的稳定性问题,对确保电网能够安全稳定可靠的运行有重要的理论意义和实际价值。本文主要依托于国家电网公司科技项目,在查阅了大量文献的基础上,对解列断面搜索方法以及实施解列控制后孤岛的暂态稳定和静态稳定展开了深入研究。论文完成的主要工作和取得成果如下:(1)总结了图论基本理论和电力系统暂态稳定及静态稳定理论。详细分析了解列图论相关问题的求解思路及求解方法,如聚类分析、最大流最小割、选择最优路径、图的遍历;基于图论结合电力系统相关概念,将电网抽象为符合一定条件的无向点权图/边权图;概述了电力系统的暂态稳定和静态稳定,采用扩展等面积法则理论对孤岛稳定性控制进行了一定的机理分析,为论文的后续研究提供了理论依据。(2)研究了互联电网解列断面搜索方法。首先,针对失步解列如何选择合理的解列断面,提出了一种以分区电网结构损坏最小为目标的解列断面优化方法,利用解列控制后末端变电站间的电气距离的变化幅度来表征解列对分区电网网架结构的破坏程度;其次,针对主动解列最优断面搜索问题,提出一种“分区+搜索”的二阶段最优解列断面搜索方法,以扰动前后各节点电压幅值和相角作为特征值,采用模糊C均值聚类算法将电网结构划分为稳定区域、扰动区域和解列区域,在解列区域以最小潮流冲击为目标函数,最终通过Edmonds-Karp和Dijkstra算法求解出最优解列断面,从而获得准确的解列策略。(3)针对解列后孤岛暂态问题和静态问题,提出了一种解列后孤岛系统的稳定性控制策略。首先,基于扩展等面积法则聚合两群失稳模式的孤岛内发电机,构建孤岛的等值惯量中心功率及功角解析式,运用静态扩展等面积法则计算孤岛稳定裕度,确定切机切负荷量;其次,通过直流潮流算法计算解列断面支路对于发电机和负荷的灵敏度,确定紧急控制对象;为了确保采取紧急控制措施后孤岛的稳定运行,在紧急控制前采用直流潮流算法计算假设采取措施后线路的最大输送容量、节点电压是否越限,根据越限情况调整控制对象;进而,基于紧急控制后的孤岛系统运行点,构建系统二阶状态矩阵,计算特征根判断孤岛系统是否存在静态工作点。最终,在IEEE 118节点系统中仿真验证了该策略的有效性和实用性。
【学位单位】：武汉大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TM712
【部分图文】：

也易导致局部高电压，且解列后分区电网暂态稳定性变电网出现振荡。可见，大电网失步解列断面优化除了尽量减需重点避免解列分区电网形成长链式供电结构，导致系统出问题。逡逑区电网结构损坏最小为目标的解列断面优化决策逡逑解列断面的选择范围逡逑出现失步振荡状态时，由失步振荡中心位于的线路或母线组失步断面两端的等值机群间可能有多个割集断面的存在，将失步振荡的目的，为了区分不同的解列断面，把除失步断面为次失步断面。逡逑列控制需要达到的首要条件为同调性，即要求将失步的发电的发电机划分在同一机群内。所以仅能够在失步断面和次失且最优的解列断面并在该处实施解列控制。逡逑逦Ｐ逦逦逦逦＾逡逑

如图３．３所示，两条曲线分别为系统在失步过程中黄岩－万县联络线的母线电压位差和黄岩－九盘联络线的母线电压相角差。通过电压相位差判据［７３］识别系统在Ｌ６６ｓ逡逑时刻出现失步现象，同时该系统的失步振荡中心位于黄岩－万县联络线。失步断面另一逡逑通道判断逻辑不再赘述。下面将洪沟－板桥双回线简称为洪板线，黄岩－万县双回线简称逡逑为黄万线，黄岩－九盘双回线简称黄九线。逡逑——黄万——黄九逡逑0邋［逦－——逡逑２逦－３６０邋逦逡逑媝邋５４。逦二＾逡逑￣逦－７２０邋逦逡逑－９００邋逦＇逦１逦１逦逡逑０．００逦０．５０逦１．００逦１．５０逡逑时间／ｓ逡逑图３．３四川与重庆间失步断面两端母线的相角差逡逑

逡逑图３．２华中电网的网架结构逡逑如图３．３所示，两条曲线分别为系统在失步过程中黄岩－万县联络线的母线电压相逡逑位差和黄岩－九盘联络线的母线电压相角差。通过电压相位差判据［７３］识别系统在Ｌ６６ｓ逡逑时刻出现失步现象，同时该系统的失步振荡中心位于黄岩－万县联络线。失步断面另一逡逑通道判断逻辑不再赘述。下面将洪沟－板桥双回线简称为洪板线，黄岩－万县双回线简称逡逑为黄万线，黄岩－九盘双回线简称黄九线。逡逑——黄万——黄九逡逑0邋［逦－——逡逑２逦－３６０邋逦逡逑媝邋５４。逦二＾逡逑￣逦－７２０邋逦逡逑－９００邋逦＇逦１逦１逦逡逑０．００逦０．５０逦１．００逦１．５０逡逑时间／ｓ逡逑图３．３四川与重庆间失步断面两端母线的相角差逡逑在不同调的两个发电机机群间同时有两个断面能够将失步机群实施解列控制，其逡逑中失步断面功率是４０１０ＭＷ，而次失步断面上的传输功率是３６９１ＭＷ，则这两个断面逡逑交换功率差值是３１９ＭＷ。分别在这两个不同的失步断面上实施解列后，得到如图３．４逡逑至图３．６所示的分别为重庆万县变电站的电压变化曲线、重庆珞璜发电机组相对三峡发逡逑电机组功角变化曲线和受端的重庆地区母线频率变化情况。逡逑２５逡逑

【参考文献】

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1 刘福锁;方勇杰;吴雪莲;李威;李碧君;;基于相位角的失步解列判据在复杂场景下的适应性及对策[J];电力系统自动化;2015年16期

2 丁磊;郭一忱;陈青;Vladimir Terzija;;电力系统主动解列的可行解列时窗研究[J];电工技术学报;2015年12期

3 王乙斐;唐飞;刘涤尘;廖清芬;杨健;汪颂军;;基于Dijkstra算法的最优解列断面快速搜索方法[J];电力自动化设备;2015年04期

4 廖清芬;王乙斐;唐飞;杨健;刘涤尘;查晓明;;大电网互联格局下的解列断面双阶段搜索方法[J];高电压技术;2015年03期

5 宋洪磊;吴俊勇;郝亮亮;;考虑同调约束的电力系统主动解列断面的搜索方法[J];电力系统自动化;2014年14期

6 林济铿;孙雷;蒲天骄;于汀;李飞;李胜文;邵广惠;徐兴伟;马新;;基于主从问题的电力系统最优主动解列[J];中国电机工程学报;2014年04期

7 宋洪磊;吴俊勇;;基于广域量测信息的电力系统主动解列控制研究综述[J];电网技术;2013年12期

8 苗伟威;贾宏杰;田圳;;电力系统主动解列断面的快速搜索方法[J];电力系统自动化;2013年12期

9 胥威汀;刘俊勇;姚良忠;田立峰;张建明;刘洋;;考虑节点电压可控性的聚类型电网解列分析[J];电力系统自动化;2013年21期

10 胥威汀;刘俊勇;刘友波;龚薇;李勇;许立雄;;基于潮流路径末端识别的解列面调整策略[J];四川大学学报(工程科学版);2013年02期

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1 宋洪磊;基于WAMS信息的大区域互联电网主动解列控制策略研究[D];北京交通大学;2014年

2 刘源祺;基于广域测量信息的电力系统解列研究[D];山东大学;2008年

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1 柯德平;考虑非线性和非自治因素影响的电力系统低频振荡分析[D];华中科技大学;2007年

2 郭军华;数据挖掘中聚类分析的研究[D];武汉理工大学;2003年

本文编号：2830662