多能源电力系统电压崩溃预测及预防

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1、劣妻京交硕士学位论文多能源电力系统电压崩溃预测及预防VoltageCollapsePredictionandPreventioninHybridPowerGenerationSystem作者：李醒华导师：宋永端教授北京交通大学2013年3月学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解北京交通大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权北京交通大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，提供阅览服务，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。(保密的学位论文在解密后适用本授权说明)学位论文作者

2、签名：签字日期：-1／ol弓年翩躲缈签字日期：瑚务≯月中图分类号：TP273UDC：681．5学校代码：10004密级：公开北京交通大学硕士学位论文多能源电力系统电压崩溃预测及预防VoltageCollapsePredictionandPreventioninHybridPowerGenerationSystem作者姓名：导师姓名：学位类别：学科专业：李醒华宋永端工学硕士控制理论与控制工程学号：10120260职称：教授学位级别：硕士研究方向：智能控制及应用北京交通大学2013年3月i致谢本论文是在导师宋永端教授的悉心指导下完成。宋教授严谨的治学态度、科学的工作方法、

3、积极的生活态度给予我极大的帮助和影响。生活中，宋教授严于律己、仁厚谦和、勤俭节约，执著的敬业精神更对我影响至深。在撰写论文期间，宋教授对于我的科研工作和论文都提出了许多宝贵的意见，在此向宋教授表示衷心的谢意。在实验室工作及论文撰写期间，衷心感谢实验室的同学们，他们在我的日常生活和论文撰写中给予了温馨的支持和热情的帮助；衷心感谢智能系统及再生能源研究中心的老师们，特别是李鹏老师、文化宾老师、刘峰老师和蔡文川老师，他们对我的论文研究工作提供了思路和方法上的指导；感谢同寝室的王雪飞、张萌萌两年半来对我生活上的帮助，是她们陪伴我度过研究生这两年半最美好的时光；最后，谢谢我的家

4、人，他们的理解、信任和支持使我能够在学校专心完成学、Jk!中文摘要摘要：全球资源和环境问题日益突出，新能源发电在世界各国的高度关注和重视下得到快速的发展。由风能、太阳能和常规能源构成的多种电源联合运行、互为补充，称为多能源电力系统，通过协调控制配合来提供稳定可靠、质量合格的电能，是一种比单一新能源发电更高效、更可靠的发电方式。然而，新能源电力的引入不可避免会对电力系统安全构成一定影响。风能、太阳能具有随机性和不稳定性，大规模发电机组出力的变化将会导致电网电压波动和闪变，严重时可使电压崩溃。因此，多能源电力系统中，将电压崩溃预防和预测作为一项独立的课题进行研究，具有重要

5、的现实意义，本文对此所做的研究工作主要有以下几部分：(1)引言部分对论文所研究的内容进行了总体概述，阐述了选题背景及意义。第二章具体阐述由风能、太阳能以及常规能源构成的多能源电力系统运行特点，归纳总结其相对于单一新能源发电系统的优势，并分别介绍了风力发电和光伏发电并网技术及其对电力系统电压稳定性的影响。(2)第三章首先从动态和静态两个层面对电压失稳至电压崩溃的机理进行分析：具体研究了无功功率不平衡对于电压稳定性的影响；依据电路理论知识和严密的逻辑推导，得出静态电压崩溃点预测的精确算法，该方法将电网传输系数用含有ABCD参数的二端口网络代替，并列举了实际短程和长距离输电

6、系统进行相关仿真验证。(3)第四章根据前面章节对电压失稳机理的分析，综合多能源电力系统本身的特点，提出了电压崩溃的预防措施，即基于STATCOM的无功补偿策略。控制器是系统运行的中枢环节，其可靠性和高效性至关重要，STATCOM之所以在国内没有广泛应用，主要是由于其控制系统较为复杂，针对此，本文设计了两套控制器，鲁棒自适应控制器和考虑到执行设备故障的容错自适应控制器，将其应用到STATCOM控制系统中，并用MATLAB对控制效果进行仿真验证，证明了该控制算法的可靠性、高效性和智能性。图3l副，表5个，参考文献45篇。本论文工作得到了“国家重点基础研究发展计划(编号20

7、12CB215202)”和“国家自然科学基金项目(编号51207007)”的资助。关键词：多能源电力；风力发电；太阳能发电；无功功率；电压崩溃；静止无功发生器(STAT℃OM)；执行设备故障；鲁棒自适应容错控制分类号：TP273ABSTRACTABSTRACT：Withtheprominentglobalresourceandenvironmentalproblems，newenergypowergenerationreceivedahigherdegreeofconcernandattentionallovertheworld，andithasgo