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电力系统分布式电压紧急控制研究

吴冀湘  
【摘要】: 电力系统互联是现代电力工业发展的重要趋势,它使得区域间互相调节余缺,互相支援成为可能,但同时也带来了安全稳定方面潜在的问题,不但使系统的动态行为更加复杂,也使得局部的故障波及的范围增大,更容易发展为相继的连锁故障而造成系统的崩溃。而电力市场的推行和环保方面的制约,使得电力系统越来越运行在极限附近,使得电力系统出现安全稳定方面问题的概率大大增加。电压紧急控制是保证电压稳定防止电压崩溃的主要手段,对于电力系统的安全稳定运行有着非常重要的意义。分布式电压控制是当前电力系统电压控制的一个重要研究方向,符合无功电压控制的局域特性。本学位论文对分布式电压紧急控制进行了系统的研究,主要提出了实时电压控制分区方法,以及适用于紧急情况的多控制手段协调的分布式电压控制策略。并首次将混杂系统的理论和方法引入到电压紧急控制中,建立了基于改进微分Petri网的电压紧急控制的混杂模型。 论文首选阐述了电力系统电压控制研究的意义和主要内容,回顾了电压控制研究领域的历史和现状,指出分布式电压控制是该领域的一个重要发展方向,综述了混杂系统理论的发展和取得的成果,明确了课题的研究意义和内容。然后在第二章明晰了电力系统电压紧急控制的概念和内容,从紧急控制的角度出发分析了各个电压无功控制手段并作简单比较,并在此基础上提出了分布式电压紧急控制的基本思想,在紧急情况下,实时划分控制区域,并将控制的目标由主导节点转为电压稳定性最差的危险节点。 在紧急情况下电力系统的运行状态与正常状态有所不同,因此需要进行实时准确的电压控制分区,第三章提出了一种基于模糊模式识别的实时电压分区方法,可以快速准确地根据系统的运行状态确认电压分区方案,同时提出了区域中危险节点的快速确定方法。第四章在实时分区的基础上提出了分布式电压紧急控制的控制策略,该方法以分区的危险节点电压校正为目标,按照两个顺序的层次协调控制多种控制手段,一是发电机和FACTS设备等无功控制手段的协调,二是基于自适应遗传算法的低压切负荷方法,以保证电压稳定性,防止电压崩溃,同时讨论了这两种控制层次之间的协调问题。 第五章首先对混杂控制系统的理论方法进行了阐述,给出了不同类型的混杂控制系统建模方法,就基于Petri网的建模进行了深入探讨,提出了改进的微分Petri网,并提出了以此为基础的混杂控制系统的建模方法。第六章从控制方法和控制手段的角度出发,分析了电压紧急控制的混杂特征,以改进微分Petri网为基础,建立了电力系统电压紧急控制的混杂模型,并进行了详细的分析。 论文的最后总结了全文的工作,展望了电压紧急控制领域中的有待进一步研究的工作,提出了下一步的重点研究方向。


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