基于廣域測量的電力系統(tǒng)在線安全分析若干關(guān)鍵問題的研究.pdf

1、以同步相量技術(shù)為基礎(chǔ)的廣域測量系統(tǒng)的出現(xiàn)為大型互聯(lián)電力系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)分布式同步測量、動態(tài)安全監(jiān)測、在線安全分析以及廣域穩(wěn)定控制提供了可能，是電力系統(tǒng)發(fā)展的前沿課題之一。 本文首先介紹了廣域測量系統(tǒng)的概念及其在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用。其次研究了基于廣域測量系統(tǒng)的實(shí)時動態(tài)監(jiān)測/狀態(tài)估計(jì)、負(fù)荷建模及在線安全分析方法。最后，總結(jié)全文并展望了今后的研究方向。全文內(nèi)容主要包括如下幾個章： 第一章分析了傳統(tǒng)信息采集系統(tǒng)和動態(tài)安全分析的不足，指出了

2、可靠信息的重要性，提出兩種廣域測量系統(tǒng)的概念并進(jìn)一步介紹基于廣域測量系統(tǒng)的電力系統(tǒng)的各種研究和應(yīng)用，并對廣域保護(hù)/穩(wěn)控技術(shù)和戰(zhàn)略電力基礎(chǔ)設(shè)施防御系統(tǒng)進(jìn)行了簡單介紹。 第二章分析了相量測量單元（PMU）優(yōu)化配置的問題。由于價格和技術(shù)上的原因，目前還不可能在全網(wǎng)安裝相量測量單元，如何以最少數(shù)目的相量測量單元最大限度的觀測電網(wǎng)狀態(tài)或動態(tài)行為是現(xiàn)階段廣域測量系統(tǒng)首先需要考慮的問題。本文分別提出了在保證電網(wǎng)完全可觀測和在暫態(tài)情形下能夠捕捉

3、電網(wǎng)動態(tài)行為兩個不同的方面進(jìn)行相量測量單元優(yōu)化配置的方法。 第三章提出了一種基于混合量測的動態(tài)狀態(tài)監(jiān)測/估計(jì)算法。電力系統(tǒng)動態(tài)監(jiān)測是在線安全分析的基礎(chǔ)，而傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控系統(tǒng)（SCADA）無法動態(tài)監(jiān)測電網(wǎng)，PMU的出現(xiàn)為動態(tài)監(jiān)測提供了可能，但是在現(xiàn)階段PMU的配置可能無法滿足電網(wǎng)可觀測的要求，所以基于混合量測的動態(tài)監(jiān)測/狀態(tài)估計(jì)技術(shù)成為目前研究的熱點(diǎn)與難點(diǎn)，本文嘗試性地利用節(jié)點(diǎn)間電壓變化的靈敏度關(guān)系有效地解決了這一問題。

4、 第四章提出了一種基于廣域測量的負(fù)荷建模方法。針對傳統(tǒng)基于負(fù)荷特性測量裝置量測的大區(qū)電網(wǎng)負(fù)荷建模存在的問題以及現(xiàn)階段廣域測量系統(tǒng)的特點(diǎn)，提出了基于局部PMU觀測的負(fù)荷建模方法，該方法結(jié)合粒子群優(yōu)化算法和時域仿真計(jì)算可以同時辨識出系統(tǒng)所有負(fù)荷節(jié)點(diǎn)處的負(fù)荷模型。 第五章提出了兩種基于廣域測量系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定分析方法。充分利用各種數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)、支持向量機(jī)以及支持向量回歸模型分別建立一個穩(wěn)定分類模型和一個外推預(yù)測模型。前者采用粗糙集和

5、自組織特征映射分別對輸入量進(jìn)行提取和對輸入樣本進(jìn)行預(yù)分類，利用支持向量機(jī)的優(yōu)良特性獲得模糊樣本的最優(yōu)分類面，以達(dá)到較高的分類精度。后者通過自組織特征映射對訓(xùn)練樣本集進(jìn)行聚類分析，再通過支持向量回歸模型對同類樣本進(jìn)行學(xué)習(xí)，仿真結(jié)果表明，經(jīng)過聚類分析后的外推模型具有更高的預(yù)測精度。 第六章提出了一種基于廣域測量系統(tǒng)的電壓穩(wěn)定分析方法。通過局部測量可以對系統(tǒng)電壓穩(wěn)定進(jìn)行評估，把局部負(fù)荷支路等值成一個單負(fù)荷無窮大機(jī)系統(tǒng)，先研究局部等值系

6、統(tǒng)的電壓穩(wěn)定指標(biāo)，再經(jīng)過綜合，考慮全系統(tǒng)的電壓穩(wěn)定指標(biāo)，該方法可以極大地減少計(jì)算時間。針對傳統(tǒng)方法未能考慮等效支路充電電容的影響以及負(fù)荷模型參數(shù)的變化，本文改進(jìn)了傳統(tǒng)方法，綜合考慮了這兩個方面對電壓穩(wěn)定的影響。 第七章提出了一種基于廣域測量系統(tǒng)的低頻振蕩模式在線識別方法。針對傳統(tǒng)Prony方法對噪聲十分敏感的特性，本文分析了多種濾波技術(shù)，提出了模糊濾波方法并分析該方法的優(yōu)勢所在，最后通過仿真計(jì)算進(jìn)一步說明噪聲對低頻振蕩主導(dǎo)模式識