互聯(lián)電網(wǎng)低頻振蕩能量解析的支路模式勢能法.pdf

1、低頻振蕩問題一直是互聯(lián)電網(wǎng)的重大威脅之一，特別是新能源接入后，其出力不確定性使得電力系統(tǒng)低頻振蕩問題變得更加復(fù)雜，所以如何合理的分析及控制電網(wǎng)低頻振蕩就變得極為重要。雖然這一領(lǐng)域的研究已取得了長足的進(jìn)步，但揭示網(wǎng)絡(luò)局部對電力系統(tǒng)低頻振蕩影響的物理本質(zhì)仍是尚未解決的難題。本文將能量函數(shù)與小干擾模式概念相結(jié)合，從能量分層解析角度開展基于網(wǎng)絡(luò)局部信息的低頻振蕩定量分析方法研究，并探索該方法在系統(tǒng)振蕩度評價，主振蕩路徑識別和阻尼控制中的應(yīng)用，揭

2、示低頻振蕩的作用機(jī)理，為有效識別網(wǎng)絡(luò)中的薄弱環(huán)節(jié)、實現(xiàn)振蕩度評估，解決低頻振蕩的分析與抑制提供切實可行的新思路。所以綜上所述，本文完成的主要工作有以下幾方面:
　　(1)建立基于網(wǎng)絡(luò)的模式勢能函數(shù)，計算不同模式下網(wǎng)絡(luò)中的任意支路的勢能，研究模式勢能的構(gòu)成，為基于網(wǎng)絡(luò)局部信息的小干擾穩(wěn)定性的研究創(chuàng)造條件;
　　(2)研究系統(tǒng)模式勢能在網(wǎng)絡(luò)中各支路分布的變化特性，闡述分布于網(wǎng)絡(luò)中的模式勢能與發(fā)電機(jī)動能的相互轉(zhuǎn)換關(guān)系，分析支路模式

3、勢能的分布與系統(tǒng)小干擾穩(wěn)定性的定性關(guān)系，研究模式勢能在網(wǎng)絡(luò)中分布特點(diǎn)及其與系統(tǒng)模式振蕩中心的對應(yīng)關(guān)系，從網(wǎng)絡(luò)模式勢能的角度解釋了系統(tǒng)的低頻振蕩機(jī)理;
　　(3)在進(jìn)一步分析模式勢能變化特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，建立基于支路信息的系統(tǒng)低頻振蕩振蕩度判據(jù)，提出僅依賴于網(wǎng)絡(luò)信息的低頻振蕩分析方法——支路模式勢能分析法。借助該方法可定量分析系統(tǒng)振蕩度，評價網(wǎng)絡(luò)中支路以及割集對系統(tǒng)小干擾穩(wěn)定性的影響，發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中的薄弱環(huán)節(jié)。提出模式勢能熵阻尼定量評價指標(biāo)

4、，從網(wǎng)絡(luò)能量角度對電力系統(tǒng)低頻振蕩進(jìn)行分層能量解析，評價系統(tǒng)不同模式的阻尼情況;
　　(4)以模式勢能分析法為基礎(chǔ)，構(gòu)建基于廣域量測的支路模式勢能，對互聯(lián)電網(wǎng)低頻振蕩進(jìn)行模式能量解析，可得到系統(tǒng)低頻振蕩的振蕩交互情況，同時通過所建立指標(biāo)可快速判別功率振蕩度及各發(fā)電機(jī)參與度，用以判別系統(tǒng)主導(dǎo)振蕩路徑;
　　(5)構(gòu)建含風(fēng)機(jī)互聯(lián)電網(wǎng)的模式動能、模式勢能和總模式能量函數(shù)，進(jìn)而利用模式總能量耗散原理結(jié)合滑模變結(jié)構(gòu)和魯棒控制理論設(shè)計一