黑启动路径空载合闸过电压分析软件的开发

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1、～声明尸明本人郑重声明：此处所提交的硕士学位论文《黑启动路径空载合闸过电压分析软件的开发》，是本人在华北电力大学攻读硕士学位期间，在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果。据本人所知，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得华北电力大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我～同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谫}意。学位论文作者签名：笙塑是日期：型衫量笪关于学位论文使用授权的说明本人完全了解华北电力大学有关保留、使用学

2、位论文的规定，即：①学校有权保管、并向有关部门送交学位论文的原件与复印件；②学校可以采用影印、缩印或其它复制手段复制并保存学位论文：③学校可允许学位论文被查阅或借阅；④学校可以学术交流为目的，复制赠送和交换学位论文；⑤同意学校可以用不同方式在不同媒体上发表、传播学位论文的全部或部分内容。(涉密的学位论文在解密后遵守此规定)作者签名：导师签名：华北电力人学硕士学位论文1．1课题的目的和意义第一章引言随着经济和社会的快速发展，我国电力系统越来越多地实现跨区域互联，其规模迅速扩大。然而，随着系统规模的扩大，各子系统之I副

3、的相互影响越来越强烈，局部系统的故障可能由于保护和自动装置的不『F确动作而酿成大面积的停电事故，甚至整个电力系统瓦解，给国民经济带来巨大的损失。近年来国内外发生的多次大停电事故充分表明其对经济和社会的严重危害，例如：1996年美国西部电网停电事故：1996年马来西亚电网发生全国性大面积停电事故：1997年我国台湾省发生的中北部大停电事故；2003年发生的美加大停电事故更引起了全球的关注，该事故是美国历史上规模最大的停电事故，事故造成包括22个核电厂在内的100多个发电厂、几十条高压输电线路停运，系统失去负荷61．8

4、GW，停电时间长达29小时，直接经济损失高达300亿美元。由此可见，现代电力系统讴时刻受到大停电事故的严重威胁。这不仅给我国电网的建设和运行敲响了警钟，更对发生大面积停电后电力系统的快速恢复提出了更高的要求。从根本上讲，大停电事故是不可避免的，尤其在经济与电力联系甚为紧密的今天。因此，在系统崩溃带来大面积停电后，如何进行局部孤立系统的黑启动自救，快速实现整个系统的正确恢复、减少事故带来的经济损失和社会动荡是非常重要的。所谓黑启动(Black—Start)是指整个系统因故障停电后，不依赖别的网络帮助，通过系统中具有自

5、启动能力机组的启动，带动无自启动能力的机组，逐渐扩大系统输电范围，最终实现整个系统恢复的过程。研究系统发生大停电后的黑启动过程，制定电力系统的黑启动方案，对帮助运行人员快速恢复系统的运行，减少对社会和经济造成的巨大损失，具有非常重要的意义。基于电力系统黑启动问题的现状，本课题组已经研究丌发出一个智能化的黑启动决策支持系统【¨，辅助现场运行人员进行黑启动方案的制定和实施。其中，黑启动路径空载合闸过电压的校验是此决策支持系统的重要组成部分，文献[2]已完成了电力系统黑启动过程中空载合闸过电压的仿真计算和统计分析，其结果

6、通过EMTP的校验，证明了其有效性。由于在进行过电压统计计算时需要对某一合闸路径进行多次仿真计算(120次或更多)以进行统计分析，计算负担繁重，耗费大量的时间。无法快速地完成对黑启动预案的检验，大大延长了制定黑启动方案所耗费的时间。因此，如何快速完成黑启动过电压的校验将对提高黑启动方案的制定效率有着重要的意义。■华北L乜力人学硕士学位论文本文将在文献[2]-F作的基础上，采用VisualC++丌发一个用于黑启动路径空载合闸过电压分析的通用性软件，帮助操作人员方便、快捷地进行空载合闸过电压仿真计算和统计分析，辅助系统

7、运行人员快速制定黑启动方案。同时，针对过电压统计分析计算量巨大的问题，将神经网络用于过电压的分析预测，以快速确定最高过电压倍数，减小黑启动过电压分析的计算负担和时间消耗，进一步提高过电压分析软件的性能。1．2黑启动问题的国内外研究现状1．2．1国内外黑启动研究现状自从上个世纪80年代，电力系统黑启动问题逐渐引起了人们的重视，国外学者丌始进行该问题的研究【3一】，黑启动过程中所需要解决的问题被辨明，并结合具体的系统研究了各种不同的黑启动方案。文献[3]结合美国内稚拉斯加电力系统，讨论了使用遥远小水电作为启动电源来启动

8、大容量火电厂的黑启动方案，将仿真结果和实际的实验进行了比较，得出了比较一致的结果。文献[4]对希腊Hellenic电力系统的一次大停电事故进行了恢复仿真研究。文献[5]介绍了关于黑启动和系统恢复问题的一种新的方法框架。文献[6]利用EMTP对输电线供电进行仿真，给出了不同长度输电线路使用集中／分散参数模型进行EMTP仿真的线路首端／术端过电压情况，并对加入电