电力系统动态响应的数据挖掘
【摘要】:电力系统是一个处于不断的扰动之中的复杂动态系统。现代电力系统的新特点,
诸如环保约束、跨区联网及电力市场,使得电力系统的运行条件变得更苛刻、更难预
测,掌握系统运行动态对于保证电力系统安全稳定运行越来越重要。通常电力系统的
稳定分析必须依靠建立电力系统模型,对特定故障集数值仿真获得轨迹进行研究。但
是系统运行方式多变;扰动场景可能非常复杂;同时电力系统的模型带有无法完全精
确获得的连续和/或不连续的时变参数,精确模拟电力系统的实际运行动态非常困难。
与此相比,由电网数据测量装置,如相量测量装置(Phasor Measurement Unit-PMU)
所记录的系统受扰轨迹是对系统动态特性的真实反映,从中提取稳定性信息对掌握系
统运行特点和稳定特性非常重要。
本文对实测电力系统动态响应的数据挖掘进行了研究,对当前相量测量数据应用
的状况和存在的问题进行了探讨,提出了实测摇摆曲线的暂态稳定分析算法和时变动
态特性的小波脊分析算法。
PMU与数值积分仿真相同,只能给出系统受扰轨迹,可以据此凭经验判断电力
系统是否稳定,但无法了解其稳定的程度。如果系统运行点离稳定边界足够近,那么
无论多么小的一个参数变化都可能导致系统失稳。因此,除了判断系统是否稳定外,
还应该掌握它离开临界稳定条件的距离,即稳定裕度。本文提出的暂态稳定特性提取
算法采用扩展等面积准则(Extended Equal-Area Criterion-EEAC)分析实测动态响应
轨迹,给出暂态稳定裕度的量化指标。EEAC基于轨迹求取稳定裕度指标,不仅适用
于研究积分轨迹,也可用于从PMU实测摇摆曲线中提取暂态稳定特性,只不过要避
免利用难以精确测量的数学模型参数。在计算过程中,采用动态网络等值方法实时更
新系统降阶导纳阵,并引入同调群等值以适应大系统节点多、系统动态特性复杂的特
点。该方法克服了系统模型和参数误差影响,以及实际大系统结点多、规模大、暂态
特性复杂造成的分析困难,给出了能够精确描述系统稳定状况的量化裕度指标。
PMU的应用推动了从实测曲线中提取动态特性的研究,对研究低频振荡的机理
和指导控制器的设计具有重要作用。电力系统是一个非自治的复杂系统,因而其时间
响应为非平稳过程,这个特点对实测轨线来说格外重要,在系统接近稳定极限时:扰
动可能激发出时变性较强的非线性动力学特性。低频振荡的暂态过程中往往共存着不
同的模式,而各振荡模式又可能随时间而变。特征值方法不能反映时变特性,也不适
用于强非自治非线性的系统。非线性分析理论虽然能够分析振荡特性的非线性特征,
但是难以给出直观的振荡特性参数,更无法给出可实施的控制措施。本文引入小波脊
算法分析动态特性。小波脊算法利用小波变换的局部极大值确定信号中存在的主要频
率分量,能够动态检测瞬时频率的变化,适用于非平稳信号的处理。小波脊算法不但
山东大学博士学位论文
能有效消除噪声,并且很好地反映了复杂振荡过程中所包含的多个模式随时间的变化
规律,提高了识别能力和精度。在应用Morlet小波进行分析的过程中,针对电力系
统低频振荡信号的特点,考察了Morlet小波的时频分辨特性。
上述两算法的有效性都在对实际大电网的仿真计算得到了验证,可以为电力系统
运行、规划和分析人员提供更可靠的分析结果。本文研究内容是华东电网广域监测分
析保护控制系统(Wide Area Monitoring劫alysis preteetion一eontrol一wARMAP)研究
子课题之一。通过在工程应用中不断完善,必将为全国互联电网的动态稳定监控系统
提供实用的分析工具。
关键词动态响应;相量测量装置;暂态稳定;稳定裕度;扩展等面积准则(E EAC);
动态特性;小波;脊;
|
|
|
|
1 |
李洪超;史忠科;田福礼;唐炜;;多变量飞控系统稳定裕度的μ分析方法研究[J];飞行力学;2006年02期 |
2 |
曹曦;赵群飞;马培荪;;两足步行椅机器人机械参数与步行稳定性关系研究[J];机器人;2007年03期 |
3 |
袁小阳,朱均;大型汽轮发电机轴系稳定裕度研究[J];西安交通大学学报;1994年09期 |
4 |
张卫,朱均;转子-滑动轴承系统的稳定裕度[J];机械工程学报;1995年02期 |
5 |
吴斌,程鹏;多变量飞控系统的稳定裕度分析[J];航空学报;1998年06期 |
6 |
王守东,王强,张军;电力系统电压稳定问题分析研究[J];电工技术杂志;2001年10期 |
7 |
李银山,陈予恕,薛禹胜;非线性油膜力轴承上不平衡弹性转子的稳定裕度[J];机械工程学报;2002年09期 |
8 |
张红;王立松;贾元明;;电力系统的安全分析[J];黑龙江电力;2007年01期 |
9 |
石建成;邹学奇;温泉;刘波;;离心压气机流动控制机匣新型处理方式研究[J];航空发动机;2010年03期 |
10 |
路敏;;基于BPA软件的地区电网静态电压稳定性分析[J];电力与能源;2011年02期 |
11 |
杨松山;;直升机非线性的稳定性分析[J];飞行力学;1993年01期 |
12 |
李帆,周凤岐,周军;大迎角下导弹气动耦合控制系统分析[J];飞行力学;2001年01期 |
13 |
陆锦军;王执铨;;主动队列管理中内模控制系统设计[J];南京航空航天大学学报;2006年04期 |
14 |
夏昌浩;吉培荣;刘平;;理工科电类课程中稳定裕度概念及讨论[J];科技信息(学术研究);2007年03期 |
15 |
周惟婧;刘天琪;;基于优化LS-SVM的电力系统实用动态安全域稳定裕度拟合[J];电气应用;2007年05期 |
16 |
张飞华;罗毅初;杨勇;;地区电网电压稳定的一般分析方法[J];中国科技信息;2009年20期 |
17 |
刘西侠;吴振华;金毅;刘维平;;四足机动平台的静步态规划研究[J];装甲兵工程学院学报;2011年04期 |
18 |
李颖晖,张保会;基于稳定流形变换的电力系统暂态稳定性计算[J];西安交通大学学报;2000年03期 |
19 |
叶新农,王占学,乔渭阳;进口压力畸变对弹用涡喷发动机稳定性的影响[J];西北工业大学学报;2003年03期 |
20 |
史忠科;;飞机鲁棒稳定裕度的频域试验分析方法[J];控制与决策;2006年08期 |
|