區(qū)域電網(wǎng)低頻振蕩特性分析與抑制方法的研究.pdf

1、在電力系統(tǒng)規(guī)模不斷擴(kuò)大、電網(wǎng)運(yùn)行越來越接近穩(wěn)定極限的情況下，互聯(lián)電網(wǎng)出現(xiàn)低頻振蕩的風(fēng)險(xiǎn)大大增加。對(duì)大區(qū)互聯(lián)電網(wǎng)來說，低頻振蕩危害的嚴(yán)重性甚至超過了暫態(tài)穩(wěn)定性，成為影響系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的首要因素。由于電力系統(tǒng)自身的非線性、高維度、多變量、強(qiáng)約束、強(qiáng)耦合和時(shí)變性等特點(diǎn)，使得低頻振蕩的分析和控制中有許多難題還沒有得到很好的解決。本文從電力系統(tǒng)的實(shí)際需求出發(fā)，針對(duì)區(qū)域電網(wǎng)低頻振蕩的分析方法和抑制措施進(jìn)行了研究。
　　 論文首先回顧了電力

2、系統(tǒng)低頻振蕩的研究現(xiàn)狀，低頻振蕩事故的頻繁發(fā)生表明目前僅對(duì)電力系統(tǒng)典型方式進(jìn)行離線分析計(jì)算已經(jīng)不能滿足現(xiàn)代電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的要求，迫切需要進(jìn)行在線分析研究。低頻振蕩在線分析存在實(shí)時(shí)建模和計(jì)算量巨大的困難，本文針對(duì)區(qū)域電網(wǎng)的特點(diǎn)，研究了低頻振蕩在線分析建模方法，力求在保留外網(wǎng)對(duì)區(qū)域電網(wǎng)影響的前提下，將外網(wǎng)進(jìn)行等值簡化并對(duì)模型參數(shù)進(jìn)行在線辨識(shí)。全文由以下幾個(gè)部分組成：
　　 第一部分介紹了平衡點(diǎn)特征根分析和軌跡特征根分析，研究了

3、聯(lián)絡(luò)線振蕩模式與區(qū)域電網(wǎng)平衡點(diǎn)特征根之間的關(guān)系，為后文的區(qū)域相關(guān)模式分析法和模式綜合分析法奠定基礎(chǔ)。由于聯(lián)絡(luò)線功率振蕩波形中包含豐富的系統(tǒng)振蕩模式信息，如果能夠明確用軌跡特征根法得到的聯(lián)絡(luò)線主導(dǎo)振蕩模式與整個(gè)電網(wǎng)平衡點(diǎn)特征根之間的定量關(guān)系，區(qū)域電網(wǎng)就有可能在不需要整個(gè)互聯(lián)電網(wǎng)的實(shí)時(shí)信息前提下，僅通過分析本區(qū)域電網(wǎng)的實(shí)時(shí)信息以及聯(lián)絡(luò)線功率波動(dòng)信息，在線得到本區(qū)域電網(wǎng)關(guān)心的低頻振蕩特性。
　　 根據(jù)第一部分的研究內(nèi)容，第二部分提出了

4、區(qū)域電網(wǎng)相關(guān)模式分析法（RegionAlmode analysis, RMA），其主要思想在于，在現(xiàn)行的電力管理體制下，區(qū)域電網(wǎng)關(guān)心的主要是與本區(qū)域相關(guān)的弱阻尼振蕩模式，因此，通過區(qū)域調(diào)度中心的EMS系統(tǒng)在線獲得區(qū)域電網(wǎng)的詳細(xì)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和潮流；通過廣域信息系統(tǒng)（Wide Area Measurement System，WAMS）獲得區(qū)域電網(wǎng)與外部電網(wǎng)間各條聯(lián)絡(luò)線的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，并對(duì)外網(wǎng)模型進(jìn)行在線等值和辨識(shí)，構(gòu)造一個(gè)“區(qū)域電網(wǎng)詳細(xì)建模＋聯(lián)絡(luò)線

5、實(shí)時(shí)潮流”的RMA降階模型，在無需外部電網(wǎng)的詳細(xì)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和潮流的情況下，即可得到與區(qū)域電網(wǎng)相關(guān)的弱阻尼振蕩模式等信息，可用于實(shí)際電力系統(tǒng)低頻振蕩在線監(jiān)測。
　　 第三部分提出了可用于聯(lián)絡(luò)線功率振蕩特性分析的模式綜合分析法?？朔艘酝壽E特征分析只能給出聯(lián)絡(luò)線主導(dǎo)振蕩模式，但是無法得到擾動(dòng)源的缺陷，模式綜合分析法將軌跡特征根分析與平衡點(diǎn)特征根分析結(jié)合，既能得到聯(lián)絡(luò)線主導(dǎo)振蕩模式，也能給出與之強(qiáng)相關(guān)的機(jī)組，為利用PSS抑制聯(lián)絡(luò)線功率

6、振蕩提供了安裝地點(diǎn)等信息。針對(duì)聯(lián)絡(luò)線存在多個(gè)振蕩模式的情況，第三部分還提出了基于寬頻帶PSS抑制方案，并以相位補(bǔ)償法為依據(jù)，在聯(lián)絡(luò)線功率振蕩強(qiáng)相關(guān)機(jī)組上配置寬頻帶PSS，使其在較寬的頻帶范圍內(nèi)提供超前相位，從而有效地抑制多個(gè)振蕩模式。
　　 第四部分針對(duì)區(qū)域電網(wǎng)運(yùn)行方式改變、模型參數(shù)不確定等隨機(jī)因素，提出了基于兩點(diǎn)法的低頻振蕩概率穩(wěn)定性分析法（Two-point-estimation based low-frequency-os

7、cillation probability stability analysis method，TLPA），定義了穩(wěn)定概率指標(biāo)，給出了指標(biāo)計(jì)算方法。TLPA法能夠在已知電網(wǎng)各種不確定性因素的概率分布條件下，通過很少的計(jì)算量就能得到由于這些不確定性因素引發(fā)系統(tǒng)低頻振蕩的概率大小。與蒙特卡羅法等傳統(tǒng)方法相比，TLPA法能夠給出同樣精度的結(jié)果，同時(shí)計(jì)算量大大減少，適用于大電網(wǎng)低頻振蕩概率穩(wěn)定性分析。
　　 上述方法均在經(jīng)典的四機(jī)兩區(qū)電