發(fā)布時(shí)間：2018-02-17 06:00

  本文關(guān)鍵詞： 電力系統(tǒng) 失步解列 振蕩中心遷移 失步解列判據(jù) 失步解列策略 事故鏈　出處：《武漢大學(xué)》2014年博士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：隨著電力系統(tǒng)互聯(lián)規(guī)模的擴(kuò)大,區(qū)域電網(wǎng)的相互影響越發(fā)復(fù)雜,區(qū)域電網(wǎng)的局部故障可能通過聯(lián)絡(luò)線波及整個(gè)系統(tǒng),引發(fā)大停電事故。國內(nèi)外近年來頻發(fā)的大停電事故表明傳統(tǒng)的三道防線已難以適應(yīng)大規(guī)�；ヂ�(lián)電力系統(tǒng)發(fā)展的需求,失步解列控制作為第三道防線的重要控制措施,是預(yù)防大停電事故的重要保障,但是現(xiàn)有失步解列控制受離線整定、安裝點(diǎn)固定、就地測(cè)量控制、缺乏全局信息等因素的影響,難以適應(yīng)復(fù)雜多變的系統(tǒng)運(yùn)行方式,當(dāng)振蕩中心遷移時(shí),解列裝置更是面臨失效的風(fēng)險(xiǎn)。因此,在系統(tǒng)發(fā)生失步振蕩時(shí),如何快速有效的實(shí)施解列控制措施,對(duì)于電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定具有重要的意義。 鑒于此,論文從振蕩中心遷移現(xiàn)象入手,研究引起振蕩中心遷移的原因與影響因素,研究振蕩中心動(dòng)態(tài)遷移規(guī)律,研究振蕩中心遷移對(duì)失步解列控制的影響,研究具有強(qiáng)適應(yīng)性的失步解列判據(jù),研究合理的失步解列策略,并對(duì)連鎖故障下的失步振蕩進(jìn)行研究： (1)以兩機(jī)系統(tǒng)為模型,基于等頻差原則,推導(dǎo)了失步振蕩過程中等值機(jī)功角、聯(lián)絡(luò)線電流、電壓、聯(lián)絡(luò)線有功功率、母線電壓相角差等電氣量的表達(dá)式,研究了失步振蕩過程中電氣量的變化特征,為振蕩中心、失步解列判據(jù)的研究提供依據(jù)。 (2)以實(shí)際電力系統(tǒng)事故中振蕩中心遷移所造成的危害為依據(jù),通過對(duì)CEPRI-36節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)進(jìn)行單一故障掃描,分析振蕩中心與失穩(wěn)模式的相互聯(lián)系,研究故障切除時(shí)間對(duì)失步振蕩的影響,研究引起振蕩中心遷移的原因與影響因素,研究振蕩中心的動(dòng)態(tài)遷移規(guī)律。從失步振蕩現(xiàn)象入手,發(fā)現(xiàn)了失穩(wěn)模式與振蕩中心的對(duì)應(yīng)關(guān)系,傳統(tǒng)的同調(diào)判別準(zhǔn)則對(duì)于失步振蕩并不適用,提出了計(jì)及失穩(wěn)模式與振蕩中心對(duì)應(yīng)關(guān)系的發(fā)電機(jī)同調(diào)識(shí)別方法,認(rèn)為故障切除時(shí)間是失穩(wěn)模式改變的主要原因和影響因素,失穩(wěn)模式改變是振蕩中心遷移的主要原因,在此基礎(chǔ)上提出了電力系統(tǒng)振蕩中心的動(dòng)態(tài)遷移規(guī)律及對(duì)失步解列控制的影響,并在實(shí)際系統(tǒng)算例中進(jìn)行了仿真驗(yàn)證,作為全文研究工作的理論基礎(chǔ)。 (3)依據(jù)前文所得出振蕩中心遷移對(duì)解列控制的影響,分別對(duì)現(xiàn)有失步解列裝置中所采用的基于ucosφ的失步解列判據(jù)、基于相位角的失步解列判據(jù)進(jìn)行了原理分析,并依據(jù)振蕩中心遷移現(xiàn)象,根據(jù)失步中心出現(xiàn)頻率與支路兩端母線頻差的對(duì)應(yīng)關(guān)系,提出了基于支路兩端母線頻差的失步解列判據(jù)。對(duì)振蕩中心遷移下的失步解列判據(jù)的適用性進(jìn)行分析,仿真結(jié)果表明,受振蕩中心遷移的影響,基于軌跡變化的解列判據(jù)受動(dòng)作區(qū)域整定的影響,可能發(fā)生誤判,而本文所提出的基于支路兩端母線頻差的失步解列判據(jù)具有良好的適用性。 (4)以前文分析得出的振蕩中心遷移對(duì)現(xiàn)有失步解列控制所采用的解列判據(jù)、動(dòng)作周期、動(dòng)作時(shí)序、安裝地點(diǎn)、解列策略等方面的影響,分別從主動(dòng)解列和被動(dòng)解列兩個(gè)角度對(duì)失步解列策略進(jìn)行研究。主動(dòng)解列方面,提出了基于改進(jìn)同調(diào)分群—半監(jiān)督譜聚類的主動(dòng)解列策略,應(yīng)用圖論的方法,以線路傳輸有功功率的絕對(duì)值作為權(quán)值,生成系統(tǒng)的無向權(quán)圖,采用改進(jìn)同調(diào)分群方法進(jìn)行同調(diào)機(jī)群的識(shí)別,基于譜聚類算法以最小潮流沖擊為目標(biāo)函數(shù)進(jìn)行圖分割,以考慮同調(diào)約束的半監(jiān)督譜聚類算法確保解列后子系統(tǒng)的連通性；被動(dòng)解列方面,提出基于廣域測(cè)量信息的自適應(yīng)失步解列策略,通過獲取線路兩端母線頻率和電壓相角,采用基于線路兩端母線頻差和電壓相角差的復(fù)合判據(jù),動(dòng)態(tài)跟蹤并定位振蕩中心,當(dāng)振蕩中心所在斷面滿足可行解列斷面時(shí),立刻實(shí)施解列操作。通過在實(shí)際系統(tǒng)算例中的仿真驗(yàn)證,證明了本文所提出的兩種解列策略的有效性。因此,得出本文的一般性結(jié)論：鑒于失步振蕩過程中可能出現(xiàn)的振蕩中心遷移現(xiàn)象,主動(dòng)解列策略的制定關(guān)鍵在于同調(diào)分群的準(zhǔn)確性,當(dāng)確定初始同調(diào)分群時(shí),立即開始斷面搜索并實(shí)施解列；自適應(yīng)解列策略的關(guān)鍵在于能夠動(dòng)態(tài)的定位振蕩中心,當(dāng)振蕩中心所在斷面滿足可行解列斷面時(shí),立即實(shí)施解列操作,以避免振蕩中心遷移可能造成的動(dòng)作失效、誤動(dòng)作以及無序解列等風(fēng)險(xiǎn)。 (5)從連鎖故障的角度,依據(jù)事故鏈原理,模擬電網(wǎng)線路故障、潮流轉(zhuǎn)移、線路相繼過載的典型故障模式,構(gòu)造合理的多重?cái)_動(dòng)序列,分析系統(tǒng)在連鎖故障下的失步振蕩及振蕩中心遷移現(xiàn)象,結(jié)果表明,受線路相繼開斷的影響,振蕩中心發(fā)生了遷移,振蕩中心可能落在區(qū)域電網(wǎng)內(nèi)部,將使安裝在區(qū)間聯(lián)絡(luò)線上的失步解列裝置失去作用,采用本文所提出的基于廣域測(cè)量信息的自適應(yīng)失步解列策略可以快速有效的定位振蕩中心、判斷失步狀態(tài)并實(shí)施解列控制。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：武漢大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：TM712

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本文編號(hào)：1517387