基于相轨迹分析的动态安全域构建与暂态协调控制研究

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1、基于相轨迹分析的动态安全域构建与暂态协调控制研究ResearchonDynamicSecurityRegionConstructionandTransientCoordinatedControlBasedonPhaseTrajectoryAnalysis学科专业：电气工程作者姓名：常江涛指导教师：曾沅副教授天津大学电气自动化与信息工程学院二零一七年十一月摘要随着相量测量单元与广域测量系统的广泛应用，发电机实时响应信息已成为电网运行人员监测电网运行状态的重要依据，利用实时测量数据支撑和扩展电力系统安全稳定分析成为近年

2、来的发展方向和研究重点。与此同时，随着风电、光伏等可再生能源的大量接入，其所具有的波动性和不确定性给电网的安全稳定运行带来了巨大挑战。本文基于相轨迹分析方法，对电力系统的暂态协调控制策略开展研究，以期为系统运行人员掌握并分析系统的安全稳定状态提供帮助。本文的主要工作包括：（1）针对暂态协调控制的场景需求，提出了一种基于相轨迹分析的实用动态安全域构建方法。相轨迹灵敏度具有更好的线性拟合效果，本文方法利用相轨迹的判稳分界函数和注入空间参数之间的灵敏度关系，在主导失稳临界点处构建安全域，在降低计算复杂度的同时，计算速度也

3、相对得以提高。（2）对于含有风电场的电力系统，提出了一种基于相轨迹分析的暂态协调控制方法。该方法将相轨迹形式的暂态稳定约束引入到风电协调控制模型中，通过调整发电机出力来平抑风电波动，在保证系统暂态稳定性的同时，充分考虑了系统调控策略的经济性。基于IEEE标准算例系统验证了本文所提方法的准确性和有效性，研究工作可为电力系统运行人员确定暂态协调控制决策提供有益参考。关键词：相轨迹，动态安全域，风电，协调控制IABSTRACTAsthewideapplicationofphasormeasurementunitandwi

4、deareameasurementsystem,thegenerators’responsedatainformationobtainedinreal-timemonitoringhasbecomethebasisoftheoperationofthepowergridoperation.Usingreal-timemeasurementdatatoconstructtheelectricpowersystemsecuritydefensehasbecomethedevelopmentdirectionandres

5、earchfocusofsecurityandstabilityofpowersystemanalysis.Atthesametime,thelargescaleofnewenergy,suchaswindpower,photovoltaic,distributedpowersupply,thenewenergywiththevolatilityandnonlinearhasbroughtthehugechallengetothesafeandstableoperationofpowergrid.Basedonth

6、emethodologyofphasetrajectoryanalysis,thispaperstudiesthetransientpreventivecontrolofpowersysteminordertoprovidesupportforthereal-timeanalysissystemofsystemoperators.Themaintasksofthispaperinclude:(1)Asforthemethodologyofdynamicsecurityregionintransientprevent

7、ivecontrol,apracticaldynamicsecurityregionbasedonphasetrajectoryanalysisisproposed.Themethodusingphasetrajectorysensitivitycomparedwiththetraditionalanglesensitivityhasbetterlinearfittingeffect.Itstudiesthesensitivityrelationshipbetweenthephasetrajectoryforsta

8、bilityboundaryfunctionsandinjectionparameterschangeofspace.Itproposesapracticalmethodtobuilddynamicsecurityregionaroundtheleadingbucklingcriticalpoint.(2)Forthetransientstabilitypr