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市场条件下多区域电力系统分布式暂态稳定仿真

张家安  
【摘要】:电力系统市场化的发展和区域互联系统的形成将会给电力系统带来新的安全稳定问题。论文提出了多区域互联电力系统暂态稳定分布式仿真的新方法,用于解决运行相对独立、之间参数相对不透明的互联区域子系统协同暂态稳定仿真问题。研究主要包括分布式仿真算法构造、仿真计算效率分析与改善、仿真软件的分析、设计与开发等内容。主要成果如下: 1)提出基于区域迭代的暂态稳定分布式仿真算法。算法针对电力市场条件下的互联系统运行特点,把电力网络看作由分割支路连接的若干区域子系统,将多区域系统的网络拓扑映射到分布式仿真系统的计算与通讯体系结构中,区域子系统间通过交接少量边界信息实现系统的暂态稳定仿真,算法具有应用于机电暂态-电磁暂态混合仿真的潜力。 2)提出基于区域迭代暂态稳定分布式仿真算法的3种改进方法:初值估计法、交接变量调节法和交接变量估计法。改进方法从改善仿真系统迭代收敛特性的角度,减少系统网络求解所需的必要通讯总次数,提高分布式仿真的计算效率。初值估计法和交接变量估计法的联合应用,可在较大程度上稳定地改善基于区域迭代分布式仿真算法的计算效率。 3)基于抽象边界母线系统求解系统网络,实现了多区域互联电力系统的暂态稳定分布式仿真。算法通过在子系统网络之上建立各子系统边界母线节点电压联合求解的边界母线系统,实现了对彼此参数非完全透明的、对等的多区域子系统所组成电力系统的仿真计算。算法具有一定的效率优势,可作为市场条件下互联系统机电暂态分布式仿真的一种解决方法。 4)研究了基于面向对象技术的暂态稳定分布式仿真软件的分析与设计方法。采用面向对象思维,多区域互联系统的数值模型为一个子系统类的多个对象依据物理连接相互关联的模型,实现多区域互联电力系统的暂态稳定分布式仿真即是实现子系统类多个分布式对象的并发求解。提出的分布式并行暂态稳定程序的调试与测试方法可作为仿真程序正确实现和正确性验证的方法。 本文基于多区域互联电力系统的暂态稳定分布式仿真研究,就是要针对市场条件下电力系统运行及管理所具有的特殊性,发展快速可靠的分布式并行暂态稳定协同仿真方法,为市场条件下的电力系统安全可靠运行提供强有力的手段。


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