基于局部指標(biāo)法的電壓穩(wěn)定在線監(jiān)測研究.pdf

1、近年來，國外發(fā)生了多起因為電壓失穩(wěn)導(dǎo)致的大規(guī)模停電事故，造成了巨大經(jīng)濟損失，嚴(yán)重影響了社會生活。電壓穩(wěn)定事故一般具有突發(fā)性和隱蔽性的特點，一旦發(fā)生電壓崩潰就很難挽回，但現(xiàn)有的電壓穩(wěn)定評估方法尚難以滿足在線實時分析的需要。基于局部指標(biāo)的電壓穩(wěn)定評估方法僅利用相關(guān)測量信息進(jìn)行電壓穩(wěn)定評估，降低了網(wǎng)絡(luò)解算量，具有有利于在線實時應(yīng)用的優(yōu)點。因此，研究適合在線應(yīng)用的電壓穩(wěn)定性局部指標(biāo)及基于局部指標(biāo)的電壓穩(wěn)定性在線監(jiān)測理論與方法，為電網(wǎng)在線監(jiān)測、預(yù)

2、防和校正控制提供新的理論手段，對電力系統(tǒng)避免惡性電壓崩潰事故的發(fā)生，具有重要的理論與實用意義。論文主要以電力系統(tǒng)電壓穩(wěn)定性局部指標(biāo)及其應(yīng)用為主要研究內(nèi)容，重點研究了電力系統(tǒng)戴維南等值參數(shù)辨識、性能良好的局部指標(biāo)建立以及局部指標(biāo)在多機系統(tǒng)中拓展問題，發(fā)展了基于局部指標(biāo)的電力系統(tǒng)電壓穩(wěn)定評估方法，對基于測量的局部指標(biāo)法能真正應(yīng)用于電力系統(tǒng)電壓穩(wěn)定性在線實時評估具有重要的促進(jìn)作用。 論文通過在觀測模型和動態(tài)模型中引入不確定性，建立了電

3、力系統(tǒng)戴維南等值系統(tǒng)的離散時間不確定模型，并進(jìn)一步以此為基礎(chǔ)，融合預(yù)報協(xié)方差矩陣的自適應(yīng)調(diào)整和狀態(tài)空間魯棒性估計，提出利用自適應(yīng)魯棒卡爾曼濾波算法辨識戴維南等值參數(shù)。該模型和算法計及了系統(tǒng)運行方式變化、故障擾動及非線性負(fù)荷動態(tài)行為等因素對電力系統(tǒng)節(jié)點戴維南等值參數(shù)的影響，算法有強的抗干擾能力和跟蹤能力。此外，還將基于UDUT分解的測量更新時間更新技術(shù)應(yīng)用到戴維南等值參數(shù)辨識中，解決了計算機舍入誤差導(dǎo)致濾波發(fā)散的問題，使得戴維南等值參數(shù)辨

4、識有良好的數(shù)值穩(wěn)定性。 針對現(xiàn)有的電壓穩(wěn)定性局部指標(biāo)應(yīng)用于電壓穩(wěn)定在線監(jiān)測時都存在一定局限的不足，論文基于簡單的單電源功率傳輸系統(tǒng)模型，通過引入反映工作點區(qū)域位置的符號函數(shù)，提出了一種新的節(jié)點負(fù)荷裕度指標(biāo)，它可準(zhǔn)確地反映節(jié)點的穩(wěn)定負(fù)荷裕度，能給出運行點是否位于系統(tǒng)P-V曲線上半支或下半支的信息，指標(biāo)具有良好的準(zhǔn)線性特性，且在分岔點附近對小的負(fù)荷變化不敏感。另外，論文利用反映無功功率裕度的節(jié)點負(fù)荷裕度指標(biāo)辨識電壓不穩(wěn)定無功薄弱區(qū)域

5、，得到了與模態(tài)分析法相一致的結(jié)論。 為了將如上述節(jié)點負(fù)荷裕度指標(biāo)拓展到多機系統(tǒng)，論文提出了兩種計算單電源功率傳輸?shù)戎迪到y(tǒng)的方法。第一種方法僅根據(jù)一個系統(tǒng)狀態(tài)的測量相量，直接計算單電源功率傳輸?shù)戎迪到y(tǒng)參數(shù)，其等值負(fù)荷僅受被監(jiān)測點相鄰區(qū)域內(nèi)相關(guān)母線節(jié)點負(fù)荷的影響。該方法與L指標(biāo)法相比，減小了轉(zhuǎn)移負(fù)荷的影響，提高了指標(biāo)值精度，且也能應(yīng)用于不含負(fù)荷的聯(lián)絡(luò)母線。第二種方法在第一種方法的基礎(chǔ)上，減小需要信息的范圍，它僅根據(jù)被監(jiān)測點相鄰區(qū)域內(nèi)

6、的信息計算單電源功率傳輸?shù)戎迪到y(tǒng)參數(shù)，但利用多個系統(tǒng)狀態(tài)的電壓電流相量，采用上述的自適應(yīng)魯棒卡爾曼濾波估計區(qū)域外電網(wǎng)等對指標(biāo)值的影響。辨識時，把根據(jù)區(qū)域電網(wǎng)計算得到的等值系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置濾波初值，并通過預(yù)估的參數(shù)值范圍及節(jié)點電壓變化信息，剔除無效的估計值。第二種方法提高了持續(xù)激勵條件難以滿足條件下指標(biāo)值的精度，且能應(yīng)用于不含負(fù)荷的聯(lián)絡(luò)母線，發(fā)展了基于戴維南等值定理將電壓穩(wěn)定性局部指標(biāo)拓展多機系統(tǒng)中的方法。 電力系統(tǒng)負(fù)荷一般具有隨電壓