基于能量分析的电力系统暂态稳定紧急控制新方法

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1、摘要基于能量分析的电力系统暂态稳定紧急控制新方法+电力系统暂态稳定紧急控制是随着偶然事故的发生而采取的控制作用，它是保证电力系统安全、可靠、运行的有效措施。紧急控制要求高可靠性与高速度，控制功能通常是自动的。紧急控制由分散的就地控制发展到集中分层的区域控制，由离线准各策略表走向在线修正策略表，并探索实时或近实时决策控制。区域电网暂态稳定控制由过程处理子系统(Pss)与通信子系统(Css)gll成。随着GPS技术在电力系统的应用不断深入，尤其是相量测量单元(PMU)的应用，使得区域电网各节点的电压相角和发电机功角能够实施动态监控。另外，光纤通信技术的发展使得大容量信息可高速可靠地传输

2、。在PMU和光纤通信的基础上，本文的研究重点是基于能量函数分析的暂态稳定紧急控制算法。主要研究内容包括：¨在线暂态稳定控制的预测算法：㈢在线动态安全评定与稳定控制的集成方法，即将稳定控制作为该方法的后处理部分。主要成果归纳如下；·编制用于直接暂态稳定分析的PEBS／BCU程序。重点研究出口点判据改进方法(动态梯度法)及其BCU改进方法(阴影法)。该程序以故障点是否发生于机端为标记，若是，则采用PEBS方法确定临界能量；若否，则采用BCU方法确定临界能量。然后通过具体算例来说明程序的实用性。·运用实测、预测事故时系统轨线与能量分析相结合的方法实现在线暂态稳定分析的超实时计算。对于事故

3、时系统轨线实时测量中的发电机功角预测算法，采用渐消记忆的“当前”统计模型的自适应跟踪算法，其中机动辨识部分运用Kalman滤波与预测方法。运用基于稳定域边界的主导不稳定平衡点(BCU)方法计算临界能量及稳定裕度，判别机组失稳与否。并通过仿真计算验证该方法的可行性。·结合电力系统发生大扰动后发电机功角轨线变化的特点，采用“当前”统计模型、常加速度模型和常速度模型，运用交互式多模型OMM)算法的思想，以便模型更为精确’国家盯3项目t袭国电力丈系统灾变防治与经济运行子课题G1998020322．上海交通大学博士学位论文化的运用，提出了一种用于发电机功角跟踪预测的交互式多模型自适应跟踪算法

4、。并通过仿真结果验证所提算法的超实时计算特性。·研究了将稳定控制作为在线动态安全评定与稳定控制的集成方法的后处理部分。其动态安全评定(DSA)采N暂态能量函数(TEF)和时域仿真(TDs)相结合的混合方法，并且利用PEBS／BCU分类器作为偶然事故的筛选工具。TEF作为后处理工具为少数不稳定事故提供稳定程度及灵敏度分析。在线实旌“在线预决策，实时匹配”方案。该方法还包括就地实时实测、预测发电机受扰轨迹并且判断失稳后，方始实施紧急控制，以提高紧急控制的安全可靠性。具体地说，就是利用暂态能量裕度的灵敏度分析方法，结合求解主导不稳定平衡点的BCU方法，提出确定紧急控制切机量的算法，从而构

5、成在线预决策方案。这里采用动能指标决定待切机组。同时。以各时段残差平方和最小为目标函数，采用机动目标“当前”统计模型与Taylor级数展开预测模型构成新的综合最优预测模型，跟踪预测发电机转子角度，同时年4用动态图像识别方法判断发电机的稳定／不稳定状态。关键词：电力系统，暂态稳定，紧急控制，切机，动态安全分析，暂态能量函数，PEBS／BCU方法，主导不稳定平衡点，能量裕度，灵敏度分析，机动目标跟踪，卡尔曼滤波，“当前”统计模型，交互式多模型，稳定预测，相角测量单元ll摘要NOVELMETHODOFTRANSIENTSTABILITYEMERGENCYCONTROLUSINGTHEEN

6、ERGYAPPROACH‘ABSTRACTTransientstabilityemergencycontrolisaneffectivecontrolmeantoassuresecurityeconomicoperationofpowersystem．Howtoacquirecontrolstrategieswitllhigllspeedandreliabilityisthekeyofimplementingemergencycontr01．Thedecision-makingmodelisdevelopedfromdecentralized-localcontroltocentr

7、alized-hierarchicalcontrol，andfromoff-linedecisiontoon-linedecision．Theon-linequasi-real-timepre-decisionschemehaspromisingpracticalprospectsinrecentdays．Thetransientstabilitycontrolsystem(TSCsystem)consistsofprocessingsubstation(PSS)an