论文题目: 交直流并联输电系统动态安全域及其临界割集表示
论文类型: 博士论文
论文专业: 电力系统及其自动化
作者: 樊纪超
导师: 余贻鑫
关键词: 动态安全域,临界割集,暂态稳定性,不稳定平衡点,交直流并联输电系统,可用传输容量,经济调度
文献来源: 天津大学
发表年度: 2005
论文摘要: 网络结构对电力系统的暂态稳定性具有至关重要的影响,多机系统的失稳模式在网络上通常以临界割集的方式来体现。如何有效地评价网络结构的作用、正确地分析和识别扰动后网络中的临界割集、发现网络中潜在的薄弱环节,对系统的规划和运行具有十分重要的意义。电力系统动态安全域是定义在事故前注入功率空间上的集合,当系统运行点位于其中时,对于给定事故,系统不会失去暂态稳定。相对于传统的“逐点”分析的动态安全评估方法,动态安全域由于其在安全性监视、评估与最优控制方面的优越性而逐渐被人们所接受和重视。本文以电力系统实用动态安全域(PDSR)理论为基础,对电力网络的临界割集进行系统而深入的研究,主要工作内容如下:1.以电力系统结构保留模型为基础,运用矩阵理论,从理论上严格证明了暂态功角稳定不稳定平衡点(UEP)类型与临界割集数量的对应关系,并将该结论推广到更复杂的电力系统结构保留模型。以此为依据给出了修正的割集稳定准则,消除了原准则由于假设系统为两群失稳模式而引起的保守性。2.在充分考虑系统暂态过程中直流系统的动态响应的基础上,将直流系统作合理等值,对交直流系统注入功率空间上的动态安全域的微分拓扑性质进行了理论分析。利用数值仿真方法对交直流并联输电系统各种暂态功角稳定场景一一进行研究,在发电机节点的有功功率、电压幅值,负荷节点的有功功率、无功功率和直流传输功率构成的积空间上,考察保证暂态功角稳定性的交直流并联输电系统PDSR边界的特性,分析不同直流控制方式、负荷模型对交直流并联输电系统PDSR边界的影响。3.以交流系统PDSR、交直流并联输电系统PDSR为基础,利用暂态功角稳定UEP类型与临界割集数量的对应关系,分别推导出交流系统和交直流并联输电系统临界割集功率传输极限(PTLCC)的表达式,提出了单一预想事故和多预想事故下求解考虑暂态功角稳定约束的PTLCC的最大化问题和考虑暂态功角稳定约束的发电经济调度问题的数学模型以及求解方法。PDSR的引入使得上述问题转化为线性规划问题,计算速度快,能够实现在线应用。已利用实际电力系统验证上述方法的有效性。
论文目录:
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 电力系统的暂态稳定
1.2.1 电力系统稳定性的基本概念和分类
1.2.2 电力系统暂态稳定性分析方法概述
1.3 临界割集研究概述
1.3.1 临界割集的定义
1.3.2 临界割集研究的简单回顾
1.4 电力系统动态安全域的方法
1.4.1 Dy Liacco 安全性构想的不足
1.4.2 电力系统动态安全域的定义
1.4.3 电力系统动态安全域研究现状
1.4.4 电力系统实用动态安全域的研究方法
1.4.5 电力系统动态安全域研究中存在的问题
1.5 本文的主要研究工作
第二章 高压直流输电系统的数学模型和控制原理
2.1 直流输电系统概述
2.1.1 直流输电系统简介
2.1.2 高压直流输电技术的发展及特点
2.1.3 交直流并联输电系统
2.1.4 直流输电技术在我国的应用现状及前景
2.2 高压直流输电系统数学模型及选择准则
2.2.1 交直流电力系统稳定计算的直流系统数学模型
2.2.2 高压直流输电系统模型详细程度的选择准则
2.3 高压直流输电系统的控制和特性
2.3.1 整流器、逆变器的电压－电流特性和控制方式的选择原则
2.3.2 换流器的控制方式
2.3.3 高压直流输电系统的基本控制方式
2.4 系统故障类型
2.4.1 直流线路故障
2.4.2 交流系统故障
2.5 小结
第三章 暂态功角稳定不稳定平衡点类型和临界割集数量的对应关系
3.1 引言
3.2 结构保留的多机系统模型
3.3 暂态功角稳定UEP类型与临界割集数量的对应关系
3.4 推广
3.5 修正的割集稳定准则
3.5.1 临界割集的选择步骤
3.5.2 割集稳定准则
3.5.3 修正的割集稳定准则
3.6 示例
3.7 结论
第四章 交直流并联输电系统实用动态安全域
4.1 引言
4.2 交直流系统动态安全域的微分拓扑特性
4.3 直流系统的控制策略对交直流系统暂态功角稳定性的影响
4.4 交直流并联输电示例系统
4.5 交直流并联输电系统动态安全域边界形式
4.5.1 交直流并联输电系统临界割集的构成
4.5.2 太平洋联络线系统的动态安全域边界形式
4.5.3 CEPRI-36 节点系统动态安全域边界形式
4.6 交直流并联输电系统动态安全域边界的变化规律
4.6.1 太平洋联络线系统动态安全域边界的变化规律
4.6.2 CEPRI-36 节点系统动态安全域边界的变化规律
4.7 负荷模型对交直流并联输电系统动态安全域边界的影响
4.8 小结
第五章 考虑暂态功角稳定约束的临界割集功率传输极限计算和发电经济调度
5.1 引言
5.2 交流系统临界割集功率传输极限
5.2.1 单一预想事故的临界割集功率传输极限及其最大化
5.2.2 多预想事故的临界割集功率传输极限最大化
5.3 交流系统考虑暂态功角稳定约束的发电经济调度
5.4 交直流并联输电系统临界割集功率传输极限
5.4.1 交直流并联输电系统临界割集功率传输极限表达式
5.4.2 交直流并联输电系统临界割集功率传输极限最大化
5.5 交直流并联输电系统考虑暂态功角稳定约束的发电经济调度
5.6 计算示例
5.6.1 算例一
5.6.2 算例二
5.7 小结
第六章 结论及展望
参考文献
发表论文和科研情况说明
致谢
发布时间: 2007-07-10
参考文献
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