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《天津大学》 2010年
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大规模电力系统的分区仿真算法研究

杨金刚  
【摘要】: 现代互联电网规模的不断扩大,电力系统中发生的物理现象也越来越复杂,在线动态安全分析技术逐渐被提上日程,使得对高速仿真技术的需求越来越迫切。本文提出一种新型快速的电力系统仿真方法——基于树形结构和双向迭代技术的电力系统分区仿真算法。该方法的主要内容包括树形结构的构建、各电力系统元件的结构化描述、变量修正量的标准表达式、分区计算流程、直流线路的处理方法等。各部分内容的具体阐述如下: 根据实际电网内部强关联,外部弱连接的地理区域特性,提出一种较为实用的网络分割方法来实现大规模互联电网的划分,并将分割后的子网络按照树形层次模型来描述。在树形结构中,各树结点之间的连线代表了分区间的关联关系、动态元件与相应子区的关联关系。 提出了一种基于树形层次模型和双向迭代技术的分区仿真算法,该方法通过前向简化技术对树形结构的枝结点形成其对上一层树结点的接口表达关系,通过后向回代技术将根结点的计算结果传递给各枝结点,实现一次双向迭代过程。较为系统地介绍了各电力系统元件在树形结构中的位置及相应变量修正量的标准表达式,这种描述方法具有结构化、标准化的特点,便于程序的实现。该算法在我国实际电网上的计算结果与商业仿真软件BPA的计算结果进行了比较,验证了该算法的合理性与有效性。 根据电力系统稳定分析中的其它计算方法,将分区仿真技术进行了扩展,形成分区QSS仿真及分区轨迹灵敏度仿真,通过对各仿真算法计算特点的详细分析,实现了树形结构标准表达式的公式推导及分区计算流程,为电力系统预防控制的快速分析提供了强有力的计算工具。 此外,考虑到交直流混合大电网将成为我国电力建设的发展趋势,将直流输电技术对本文所提的树形结构模型的影响进行了详细的分析,并形成了交直流混联系统的树形层次模型。通过对直流输电方程进行结构化处理,形成树形结构所需的修正量的标准表达式,实现了交直流混联系统的分区仿真计算。 最后,本文还对连续潮流算法进行了一些研究,提出了“局部弧长”参数化方法及固定“对角线”的步长控制方式,并将本文的核心内容“分区计算”引入其中,形成一种改进的连续潮流算法,通过在我国东北电网和华北电网上的计算分析,验证了所提方法的有效性和合理性。
【学位授予单位】:天津大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:TM743

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【参考文献】
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