直接法暂态稳定在电力系统在线动态安全评估中的应用

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1、中田电力科学研究院硕士学位论文第一章绪论1．1课题的背景及意义第一章绪论随着我国电力工业的迅速发展，电力系统的规模不断扩大。国家电网公司规划中，对电网建设提出了“西电东送、南北互供、全国联网”的要求【1,21。实际经验表明，电网互联后系统规模扩大，降低了同样风险度下的备用容量，提高了电网的整体经济效益并促进了电力市场的发展，但与此同时出现了一些影响系统安全稳定运行的新问题，例如系统阻尼减小引发区域性低频振荡以及暂态稳定裕度的降低等。特别是初发故障后果的扩散。可能导致连锁性故障和大面积停叫一．随着经济发展和人民生活水平的提高，负荷成分

2、变化，非线性负荷比重和马达比重增加，电压稳定性问题日益突出，快速电压稳定破坏的风险增大：以及随着电力放松管制，厂网分离，与电力市场的发展，电网运营者为了获得更多的经济效益，将会减少对电网建设的投资、最大限度地利用现有设备，加上近年来电力供应紧张，要求在现有电网基础上提高输电能力，系统运行越来越接近其极限水乎，进一步恶化了电力系统的运行条件[5,61；。以上这些因素均对电力系统的安全稳定运行提出了更高的要求。多年来，电网安全评估以离线稳定分析计算为主。离线稳定分析计算是系统运行规划人员根据系统的典型运行方式，在离线数据基础上进行预想故

3、障的安全稳定性评估。这种离线分析方法得出的结果一般比较保守，且无法及时给现场运行人员提供必要的预防，紧急控制措施方案。国内外近年来发生的一系列大停电事故，特别是在2003年8．14美加大停电的事故过程中，控制中心的监控系统因故障没有及时报警，也没有可用的动态安全决策支持系统，结果延误了处理事故的最佳时机，暴露了现有电网在线运行支持系统的不足。调度自动化系统目前在我国各级电力系统中已经得到了广泛的应用。通过与调度自动化系统的数据接口，可以定时从sCADA厄Ms获取在线实时数据。目前调度自动化系统中的主要功能包括实时状态估计、在线潮流、

4、最优潮流、故障计算和N-I的静态安全分析，基本上属于稳态分析的范畴。随着电力系统动态稳定问题日益成为影响系统安全稳定运行的主要因素，在现有SGⅧ删S的基础上开发动态安全评估系统成为必须。随着计算机运行速度的提高及暂态稳定时域仿真方法的改进，特别是应用分网并行计算技术，已能进行超大规模电力系统的实时和超实时时域仿真计算旧。上个世纪90年代以来，基于GPS相量测量单元(PMu)的广域钡4量系统(灿S)的发展，为电力系统实现在线乃至实时安全稳定分析和控制提供了进一步的硬件基础。以此为基础，近几年来，中国电力科学研究院硕士学位论文第一章绪论

5、在线动态安全评估引起了人们的高度重视。在线动态安全评估系统的应用将显著的提高电网安全稳定运行的水平，研究和开发在线动态安全评估系统具有重要的理论价值和实践意义。1．2在线动态安全评估技术及其发展动态安全评估(DynamicSecurityAssessment，DSA)是指评估系统受到大扰动后保存稳定运行或过渡到新的稳定运行状态的能力，并给出必要的预防措施和补救措施的参考方案18,493，为了分析的方便一般根据失稳机理的不同将动态安全分析分为暂态稳定评估(TransientStabilityAssessment，TSA)、电压稳定评估

6、(VoltageStabilityAssessmem，VSA)、小干扰稳定评估(SmallStabilityAssessmant，SSA)等几个部分。由于各种原因的限制，传统的动态安全评估是在离线数据的基础上进行分析。随着电力系统的发展，离线的电力系统动态安全稳定分析已经不再适应系统安全稳定运行的要求，为此提出了基于在线实时数据的在线动态安全分析。本文主要研究其中的暂态稳定评估，在第二章中将具体给出其中的在线暂态稳定评估各个部分的介绍，完整的在线动态安全评估流程是基本相同的，只是需要对暂态稳定性水平、电压稳定性水平、小干扰稳定性水平

7、进行全面评估，然后综合各类方法得出结果，对系统安全稳定性作出评估。近年来，在线动态安全分析工具得到了较大的发展，并开始在实际系统中得到应用。欧盟l(Et0于2001年立项支持为期2年半的大型研发项目：OMASES(OpenMarketAccessandSecurityAssessmentSystem)，研制电力市场环境下电网动态安全评估系统【l”。包括暂态稳定评估(TSA)、电压稳定评估(vSA)、调度员培训模拟(TS)和电力市场模拟O“S)，并具有离线、在线和调度员培训3种应用模式。该系统可通过数据连接插入现有EMS系统，或作为l

8、JI：EMS结构的一部分。为解决TsA大量在线仿真计算的难题，采用SlME(Sm#cMachineEquivalent)法，借助成熟的时域仿真软件EUROSTAG在实时应用的30分钟时间间隔内，在线完成预想事故筛选、识别严重故障、提供