电力系统频率动态分析与自动切负荷控制研究

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1、万方数据国内图书分类号：TM712国际图书分类号：621．3年姓西南交通大学研究生学位论文专二零一四年四月密级：公开万方数据ClassifiedIndex：TM712U．D．C：621．3SouthwestJiaotongUniversityDoctorDegreeDissertationANALYSISONPOⅥ吧RSYSTEMFREQUENCYDYNAMICSANDSTUDYONAUTOLOAD．SHEDDINGCONTROLGrade：2006Candidate：LiuKetianAcademicDegreeAppliedfor：

2、Ph．DSpecialty：PowerSystemandItsAutomationSupervisor：Prof．WangXiaoru万方数据西南交通大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权西南交通大学可以将本论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复印手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于1．保密口，在年解密后适用本授权书；2．不保密囹，使用本授权书。(请在以上方框内打“、

3、／”)学位论文作者签名：岳f袭—I指导老师签名：弓躲日期：≯l甲．r．≯6日期：九-旧r，弘万方数据西南交通大学博士学位论文创新性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是在导师指导下独立进行研究工作所得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中作了明确的说明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。本学位论文的主要创新点如下：l、提出一种基于广域量测的电力系统频率动态分析方法。该方法采用线性化模型，计及了原动机．调速器、网络及负荷对系统频率动

4、态的影响，建立了扰动后系统的状态方程和输出方程，推导出扰动后系统惯性中心频率动态表达式。采用扰动前后系统的广域量测数据，可求得扰动时系统的实际频率动态。(第3章)2、提出了一种基于广域量测的扰动后系统频率最低值快速预测算法。该方法对扰动后系统的状态方程及输出方程进行初等变换；采用Amoldi模型降阶方法进行降阶处理；最后对降阶后系统状态方程进行求解，得到扰动后系统惯性中心频率动态表达式，快速预测扰动后系统频率最低值，可用于频率安全稳定在线评估。(第4章)3、提出了一种频率稳定自动切负荷算法。根据扰动后系统频率最低值的预测结果及整定值，采

5、用二分法迭代计算系统的切负荷量，据此对系统进行自动切负荷控制，可防止扰动后系统频率最低值低于预先设定的整定值。(第5章)学位论文作者签名：密l无坎日期：》忡．j、如万方数据西南交通大学博士研究生学位论文第1页摘要电力系统频率反应了系统中有功功率的供需平衡情况，是电力系统运行的重要指标。当超特高压输电线路因故障退出运行、系统解列或者大容量机组退出运行时，可能造成系统较大的有功缺额，严重时将会导致系统频率失稳。扰动后电力系统频率动态特性分析是电力系统频率稳定分析和控制的基础。目前常用的电力系统频率稳定分析方法有单机等值模型法和时域仿真法。单

6、机等值模型法无法考虑系统网络、负荷对系统频率动态的影响；时域仿真法计算量大，难以实现在线应用。广域量测系统实时监测电网状态，为电力系统的分析与控制提供了新的手段。利用系统的广域量测数据，论文主要从电力系统频率分析方法、频率安全稳定在线评估、频率稳定自动切负荷控制等方面开展研究，主要研究工作如下：(1)燃煤电厂锅炉及辅机设备对电力系统频率动态影响。传统的频率动态研究方法忽略了锅炉、辅机对系统频率动态的影响。在系统频率响应模型的基础上，建立了一个包含电厂锅炉、辅机及机组控制系统的简单闭环模型，用于电力系统频率动态研究。该闭环模型计及了锅炉效

7、应及由厂用电驱动的辅机设备的频率效应。仿真对比研究了不同扰动功率情况下，系统锅炉、辅机设备对系统频率动态的影响。探讨了在频率动态分析时如何考虑锅炉、辅机设备的影响。(2)频率动态分析方法。提出了一种基于扰动前后系统广域量测数据的电力系统频率动态分析方法。该方法首先对扰动后系统的网络进行化简，消去系统的联络节点；然后对系统的网络方程、负荷方程、发电机运动方程和原动机．调速器动态方程进行线性化，建立扰动后系统的状态方程和输出方程。利用扰动前后系统的广域量测数据，对系统的状态方程进行求解，计算扰动后系统惯性中心频率。通过与PSS／E仿真结果进

8、行比较，该方法能够准确描述扰动后系统频率的动态特性。(3)频率安全稳定在线评估方法。提出了一种基于扰动前后系统广域量测数据和Amoldi模型降阶方法的扰动后系统频率最低值的快速预测算法。对扰动后系统状态方程