基于广域量测的电力系统频率稳定预测算法研究

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1、西南交通大学硕士研究生学位论文第l页摘要频率是电力系统运行质量和安全情况的一项重要指标，频率稳定则是保障电力系统安全稳定运行的全局性问题。电力系统区域互联的逐步实现，使得系统的经济性和可靠性得到了显著提高，但是随着电网规模的扩大以及各种新型输电技术的采用，电网结构日益复杂，电力系统的动态行为也变得更加复杂，系统在大扰动下维持频率稳定的能力不断恶化，稳定破坏事故连锁发展的可能性大大增加。因此，利用系统全局信息对电力系统进行频率稳定分析和控制成为现代电力系统发展的迫切需要。广域量测系统的出现实现了广域电网运行状态的实时同步

2、测量，借助高速通信网络还可以将测得的相量数据进行汇总，这就为实现全局性的电力系统安全监视和控制创造了良好条件。利用广域测量系统能实时提供同步动态数据的优点，获取系统在故障后瞬间的广域信息，对系统在特定扰动后的系统稳态频率进行预测，从而有效采取相应手段来预防系统频率失稳。本文阐述了电力系统的频率特性，介绍并分析了现有的电力系统频率稳定性分析方法；介绍了广域量测系统及其在电力系统中的应用现状和前景，研究了已有的基于广域量测的电力系统频率稳定预测算法；从理论上对比分析了两种基于广域量测的频率稳定预测算法的精度和复杂度；对基于

3、广域量测的直角坐标形式频率稳定预测算法的稳态频率预测方程进行改进，提出一种基于广域量测的电力系统频率稳定预测快速算法，通过FORTRAN语言编程和蒙特卡洛法求解，将所提出的快速算法在IEEE50机修改测试系统上实现，证明该算法精度高，求解快；负荷模型在电力系统设计、分析与控制中有着重要的影响，仿真研究了三种基于广域量测的电力系统频率稳定预测算法在不同负荷模型方案下的有效性；广域量测系统的出现使得电力系统的信息获取、传输和处理等方面达到新高度的同时，也带来了一个不容忽视的问题：即WAMS存在延时，仿真研究了广域量测系统通

4、信延时对三种基于广域量测的电力系统频率稳定预测算法的影响。关键词：电力系统；频率稳定；广域量测系统；蒙特卡洛法；PSS／E西南交通大学硕士研究生学位论文第lI页AbstractFrequencyisanimportantindicatoroftheoperationalqualityandsafetyofpowersystem，frequencystabilityisamatterofthewholetoguaranteethesecurityandstabilityofpowersystem．Thegradualre

5、gioninterconnectionofpowersystemmakethesystem’Seconomicalefficiencyandreliabilitygreatlyimproved．Butalongwiththeenlargementofelectricitygridscaleandtheadoptionofkindsofnewtransmissiontechnology,thepower鲥dstructuresbecomemorecomplicatedincreasingly,thesystemdynam

6、icbehavioralsobecomemoreandmorecomplicated，theabilityofmaintainingpowersystemfrequencystabilityisgettingworse，thepossibilityofsufferinganchainaccidentfromstabilitydisruptionhasgreatlyincreased．Therefore，usingtheglobalinformationtoanalyseandcontrolthefrequencysta

7、bilityhasbecomeaurgentneedofmordenpowersystem．TheappearanceofWAMS(wide—areameasurementsystem)hasrealizedthereal—timemeasurementofthewideareapower鲥d，amassofmeasureddatacouldbesummarizedbythehigh-speednetwork，itprovidesagoodconditionforpowersystem’Sglobalsafetymon

8、itorandcontr01．Usingthereal—timedatafromtheWAMStogetfaulttransientinformationofthesystem，predictingthesteadyfrequencyafteracertaindisturbanceSOastotakeeffectivemeasur