基于结构约束的动态等值解析聚合方法研究

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1、硕士学位论文基于结构约束的动态等值解析聚合方法研究作者姓名李莎学科专业电力系统及其自动化指导教师蔡泽祥教授所在学院电力学院论文提交日期2015年4月ResearchonAnalyticalAggregationMethodinDynamicEquivalentsBasedonStructurePreservingTechniqueADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：LiShaSupervisor：Prof.CaiZexiangSouthChinaUniversityofTechnologyGuangzhou,

2、China分类号：TM77学校代号：10561学号：201220110481华南理工大学硕士学位论文基于结构约束的动态等值解析聚合方法研究作者姓名：李莎指导教师姓名、职称：蔡泽祥教授申请学位级别：工学硕士学科专业名称：电力系统及其自动化研究方向：电力系统保护、控制与自动化论文提交日期：2015年6月8日论文答辩日期：2015年6月6日学位授予单位：华南理工大学学位授予日期：年月日答辩委员会成员：主席：张勇军委员：蔡泽祥李晓华朱林邹俊雄摘要电力系统动态等值以尽可能保持原有的动态特征为基础，可大幅度化简原系统规模。动态等值能够突出系统主要特征，有效减少计算时间，已成为研究大电网的

3、一项重要工具。发电机聚合是电网动态等值中的核心工作，聚合参数对等值后系统的特性有着重要影响。发电机聚合的常用方法如加权平均法、频域拟合法各自存在明显缺陷，难以适用于复杂大规模电网。本文首先归纳了加权平均法、频域拟合法和主导发电机参数法的等值参数求取方法，对比了各方法的优缺点。针对传统基于频域传递函数拟合和时域仿真优化的方法对工作点设置或寻优方向选取具有依赖性的问题，本文采用了一种发电机聚合参数解析求解方法，并对原有方法进行了改进，通过加入等价移相变压器消除同调发电机合并至公共母线所带来的电压偏差。该方法基于发电机及其励磁系统的系数矩阵不变特性，利用发电机聚合前后在同步平面各轴

4、系投影分量相等，直接获取等值发电机及其励磁系统模型参数。为解决待聚合机群中存在多种结构类型励磁且参数存在明显差异的难题，本文提出了一种基于统一模型的励磁系统聚合方法。该方法通过建立状态空间等值机励磁系统复合模型，可将多种类型不同的励磁聚合为统一形式，并利用模型系数矩阵聚合前后结构不变的特性，通过解析公式推导获得等值机励磁模型参数。本文基于结构约束的解析聚合方法提高了聚合参数的精度，且对发电机模型具有更强的适应性，与传统方法相比有明显的优势。本文通过具体案例，用所提解析聚合方法对发电机及其励磁系统进行聚合，并与常用的加权平均和寻优聚合方法的等值结果进行对比，分析所提方法的优劣，

5、仿真案例验证了本文方法的有效性。本文工作得到国家高技术研究发展计划（“863”计划）项目《含大规模新能源的交直流互联大电网智能运行与柔性控制关键技术》（项目编号:2012AA050209）的资助，部分研究成果已经在南方电网科学研究院的实际工作中得到应用，验证了本文工作的正确性和有效性，取得了良好的社会和经济效益。关键词：动态等值；发电机聚合；解析方法；结构约束；励磁系统IABSTRACTDynamicequivalenceofpowersystemcanreducethesysteminalargescale,whilethedynamicperformancesarerem

6、ainedunchanged.Dynamicequivalencecanemphasizethemaincharacteristicsofsystemandreducethecomputationtime,thusithasbecomeanimportanttoolintheareaoflargepowersystemstudy.Generatorunitsaggregationisthecoreworkindynamicequivalence,andgeneratorunitsaggregationhaveansignificantimpactonthedynamiccha

7、racteristicoftheequivalentsystem.Aggregationmethodsuchasweightedaverage,frequency-domainfittingbothshowedcleardefect,thustheycanbehardlyimpliedtocomplexlargepowersystem.Thispaperfirstthesummarizeweightedaverage,frequency-domainfittingandleadinggeneratorp