一种基于广域测量信息的在线同调分群方法

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1、一种基于广域测量信息的在线同调分群方法ANewMethodofOnlineRecognitionofCoherentGeneratorsBasedonWideAreaInformation学科专业：电气工程作者姓名：尹佳鑫指导教师：张艳霞教授天津大学电气自动化与信息工程学院二零一七年十二月摘要随着区域互联电网的不断建设与发展，电网的规模不断扩大，电气元件的数量巨大，使动态过程分析更加困难。通过识别系统中的同调发电机组，将其合并成一台等值机，可以有效地降低系统的规模，简化动态等值过程，提升系统动态分析的效率。此外，大区域互联电网发生连锁故障将造成难以估量的损失，亟需完善“三道防线”的建设，失步

2、解列控制是保证电网安全稳定运行的最后一道防线，而快速准确地识别同调机群是保证系统成功解列的前提。因此，快速同调分群方法的研究具有重要的理论意义和实用价值。传统的同调分群方法都要依赖于系统的模型，分群结果会受到模型精度的影响。随着广域测量系统(WideAreaMeasurementSystem,WAMS)和通信技术在电力系统中的广泛应用，可以直接从相量测量单元(PhasorMeasurementUnit,PMU)中获取丰富的电网实时数据，进而发展出了基于广域测量信息的同调分群方法。本文提出了一种基于广域测量信息的在线同调分群方案。该方案基于广域测量系统中获取的发电机功角轨迹数据所包含的丰富信息

3、，建立了两种同调分群指标，其中发电机功角差有效值指标适用于在较短的时间内对发电机进行快速的预分群；结合皮尔森相关系数ρ和Hsim函数构造的新的综合相似度指标Hsim，同时考虑了发电机功角轨迹的趋势差异和距离差异，适用于更精细的再分群过程。在此基础上，为了实现再分群的计算，本文提了k-均值(k-means)聚类与质量阈值(QualityThreshold，QT)聚类相结合的改进聚类算法。该算法只需要人为设定一个相似度阈值，无需考虑数据的排列顺序，也无需指定分群数目，就可以自动输出分群结果。EPRI-36系统仿真结果表明，发电机功角差有效值指标的应用可以在预分群阶段快速地对功角特性差异较大的发

4、电机进行分群，综合相似度指标Hsim应用在再分群阶段，可以实现各种不同精度的发电机同调分群。关键词：广域测量系统，同调分群，功角差有效值，相关系数，Hsim函数，质量阈值聚类，k-均值聚类IABSTRACTWiththedevelopmentoflarge-scaleinterconnectedpowersystem,thescaleofpowergridisconstantlyexpandingandthenumberofelectricalcomponentscontainedinapowersystemislager.Asaresult,theanalysisofpowersyste

5、mdynamicprocessbecomesmoredifficult.Byidentifyingthecoherencygeneratorsinthepowersystemandmergingthemintooneequivalentgenerator,thescaleofpowersystemcanbeeffectivelyreduced,theefficiencyofsystemdynamicanalysisprocesscanbegreatlyimproved.Inaddition,somelargeinterconnectedpowergrideventsaboutcascadin

6、gfailureswillcauseimmeasurableloss,sothereisanurgentneedtoimprovetheconstructionofthe"threelinesofdefense".Out-of-stepsplittingcontrolofpowersystemisthelastlineofdefensetoguaranteethesecurityandstabilityofthepowersystem,andidentifyingcoherencygeneratorsrapidlyandaccuratelyisthepremiseforsplittingco

7、ntrol.Therefore,theresearchononlinecoherencygroupinghasgreattheoreticalandpracticalsignificance.Theresultsoftraditionalcoherentgroupingalwaysrelyontheaccuracyofthesystemmodel.Withthedevelopmentofwideareamea