基于PMU测量数据的暂态稳定预测分类特征选择

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1、声明尸明本人郑重声明：此处所提交的硕士学位论文《基于PMU测量数据的暂态稳定预测分类特征选择》，是本人在华北电力大学攻读硕士学位期间，在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果。据本人所知，除了文中特另JJJI以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得华北电力大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文作者签名：——日期：关于学位论文使用授权的说明本人完全了解华北电力大学有关保留、使用学位论文的规定，即：①学校有

2、权保管、并向有关部门送交学位论文的原件与复印件；②学校可以采用影印、缩印或其它复制手段复制并保存学位论文；③学校可允许学位论文被查阅或借阅；④学校可以学术交流为目的，复制赠送和交换学位论文：⑤同意学校可以用不同方式在不同媒体上发表、传播学位论文的全部或部分内容。(涉密的学位论文在解密后遵守此规定)作者签名：日期：导师签名：日期：乃乏碜孕华北电力大学硕士学位论文1．1课题的目的和意义第一章引言随着国民经济的飞速发展对电力供应的要求越来越高，为了更合理的利用有限的资源，节约投资和运行费用，增加对用户的供电可靠性，越来越多的区域电网实现了互联。

3、近年来，我国电网已经出现超高压、远距离、大容量的特征，特别是三峡水电厂的并网发电将极大地促进全国联网的实现。互连电网在带来巨大效益的同时，也带来了潜在的威胁。局部电网故障可能影响其邻近的广大区域，甚至造成大面积停电事故，使国民经济和人民生活遭受巨大损失。例如2003年8月14日北美地区发生的有史以来最严重的停电事故，受停电影响的人口约5000万，经济损失达300亿美元。因此，提高电力系统的安全稳定性，全面提高现代电力系统的稳定控制水平已成为刻不容缓的任务。我国电网覆盖面积大，负荷密度小，而电源又多远离负荷中心，电网建设远远落后于电厂建设，

4、因此网架结构比较薄弱，系统稳定性比较差。为了保证电力系统的安全稳定运行，需要对事故发生后的系统进行稳定性预测，从而判断事故发生后系统的稳定性是否会遭到破坏，并根据预测的结果采取相应的控制措施。这里所说的稳定预测是指暂态稳定预测，即考察系统在遭受大扰动(发生短路故障、负荷突变或者大机组的投切等)以后，系统内发电机是否能保持同步运行。电力系统暂态稳定预测和稳定控制要求一个适于在线应用的快速暂态稳定预测方法，然而，现有的各种暂态稳定预测方法，如时域仿真法(数值积分法)、直接法和模式识别法等还不能满足电力系统在线暂态稳定分析的需要。人工智能和模式

5、识别技术的结合为大型电力系统的快速暂态稳定预测提供了一种新的求解方法。由于不需要建立系统的数学模型，能直接从样本中寻求特征与系统状态的映射关系，整体预测速度很快，可以满足大系统暂态稳定预测的速度要求。但是由于电力系统的复杂性，所选特征和系统状态之间的映射具有高度的非线性，所选特征的表达能力也难以准确评价。采取大量的输入特征理论上可以提高分类精度，但实际中，由于神经网络规模和训练过程的复杂性等诸多因素的制约，往往不能取得良好的效果。因此，如何筛选合适的输入特征，以提高稳定预测精度是一个亟待解决的问题。现有的特征选择都是针对传统的监测系统所提

6、供的信息，而传统的监测系统无法直接提供系统故障后的信息，故障后信息必须通过短时仿真才可获得，因此现有的基于神经网络的暂态稳定分析，由于对预测速度的要求，很难采用较多系统故障后的信息，因此只能应用于暂态稳定评估。随着计算机和通信技术的发展，尤其是全球定位系统GPS(GlobalPositioningSystem)的出现及其在电力系统的推广应用，使得对电力系统具有重要作用的相量测量得以实现n3。目前国内外相继研制出基于GPS技术的相量测量单元PMU，华北电力大学硕士学位论文并开展了相量测量的电力系统监视、保护、稳定识别和稳定控制的理论和应用研

7、究。另外，现代远距离通讯能力和工作站技术也使我们能得到系统的实时信息，从而可以进行全系统的在线实时性的动态监视。本课题着眼于如何筛选Pl＼,flJ提供的实时信息，获得一组最优的输入特征以提供给暂态稳定预测的人工神经网路，从而快速预测系统的稳定性，对于防止系统的稳定性破坏和快速起动紧急控制将起到关键作用。此研究不但具有一定的学术价值，而且对于提高电力系统的稳定水平，具有很大的实用价值。1．2现有的电力系统暂态稳定分析方法综述1．2．1时域仿真法电力系统的模型可以由描述各发电机、电动机及其控制系统的一组一阶微分方程式和描述网络的一组代数方程式

8、组成。当前在国内外比较有影响的是PSS／E，BPA，EUROSTAGE和我国电科院的PSASP等，它们均采用隐式梯形积分法。时域仿真法是最成熟的一种方法，它适应面广，精确可靠，能同时研究第一摇