电力系统暂态稳定概率分析及其控制研究.pdf

中文摘要 电力系统暂态稳定性分析的主要目的是检查系统在大扰动下(如故障、切机、 切负荷、重合闸操作等情况)，各发电机组间能否保持同步运行，如果能保持同 步运行，并且具有可以接受的电压和频率水平，则称此电力系统在这一大扰动情 况下是暂态稳定的。在电力系统规划、设计、运行等工作中都要进行大量的暂态 稳定分析，因为系统一旦失去暂态稳定就可能造成大面积停电，给国民经济带来 巨大损失。通过暂态稳定分析还可以研究和考察各种稳定措施的效果以及稳定控 制的性能，因此有很大的意义。本文针对电力系统暂态稳定性分析，对电力系统 故障扫描，灵敏度分析以及紧急控制方面作了一些工作：针对电力系统中的许多 不确定性因素提出一种概率暂态稳定性分析的方法，取得了一定的创新性成果。 以暂态能量函数方法中BCU方法为基础，提出了一种新的快速故障扫描方 法。在BCU计算过程中一些关键点，如故障切除点、故障轨迹穿越稳定边界的 逸出点、最小梯度点以及相关不稳定平衡点，提取关键信息进行分析，分别在这 些关键点处设计了不同的过滤器，对预想事故集进行扫描，取得了快速可靠的故 障扫描效果。 提出了一种基于轨迹灵敏度的系统能量裕度灵敏度的解析算法。从能量裕度 的数学表达式出发，利用能量裕度的全微分公式，将能量裕度的灵敏度计算转化 为故障清除时刻以及相关不稳定平衡点处系统状态变量的灵敏度计算。与以往灵 敏度计算方法相比，由于考虑了发电机动态过程对轨迹灵敏度的影响，该方法所 计算出的能量裕度对系统参数的灵敏度更为准确可信。 考虑电力系统发生故障时，故障位置、故障类型、故障切除时间以及负荷水 平都具有随机性，提出了一种基于曲线拟合的暂态稳定概率评估方法。把能量裕 度与故障切除时间之间的关系用一条近似拟合曲线来描述，并根据故障切除时间 的概率分布来计算能量裕度大于零的概率，即系统稳定的概率。考虑母线负荷的 不确定性时，提出了一种根据Gram．Charlier级数展开式计算故障临界切除时间 概率分布的计算方法。利用临界故障切除时间对母线负荷的灵敏度，将临界故障 切除时间与各母线负荷的函数关系在各母线负荷基准值附近线性化处理，利用半 不变量的重要性质，发展了计算临界故障切除时间概率分布的有效算法。 在暂态稳定控制方面，提出了一种基于Multi．Agent系统的分布式协调紧急控 制系统。随着电力系统的发展，市场化程度的提高，独立电力生产者参与电力市 场日益加强，电力系统的控制模式也会由传统的集中控制模式向分散控制模式转 变。所提出的基于Multi—Agent系统的分布式协调紧急控制系统，由一个服务器 Agent和多个发电机Agent组成。当故障发生时，各Agent之间相互协调，联合 给出相应的控制措施。实际算例表明，该方法是一种有效控制方法。 关键词：暂态稳定，故障扫描，灵敏度分析，概率稳定分析．Multi·Agent系统 分布式协调控制 ABSTRACT The of transient istocheckthat system stabilityanalysis primarypurposepower in call under disturbance a ifeachmachine keepsynchronizationlarge powersystem as actions each shed，shedmachine，and etc．)．If contingency,load re-closing (such can othersandwithan and machine keepsynchronization、城m acceptablevoltage level