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交直流混联电网连锁故障序列辨识及其控制策略研究

程文姬  
【摘要】:随着特高压电网及交直流混联系统的规划建设,电力系统的拓扑结构日益庞大、电网的运行工况更为复杂,电力系统的局部故障更容易通过连锁反应传播蔓延至整个电网,有效保障交直流混联电网的安全稳定运行具有重要的理论意义和实际应用价值。为避免交直流混联电网的连锁故障发生,本文分析了交直流混联电网连锁故障发展特征、研究了连锁故障序列的预测方法以及预防交直流混联电网连锁故障的控制策略,主要研究内容如下:基于交直流混联电网故障特征,本文分析了直流换相失败、交流母线过电压和线路潮流过载等系统状态,在考虑系统网架结构以及交直流系统间耦合影响下,分别从局部拓扑结构、交直流影响情况、潮流运行情况和交直流连接关系四个方面建立了可以表征系统故障的链路预测指标、多馈入交互作用因子指标、加权潮流熵指标和多馈入短路比指标。为了研究交直流混联电网连锁故障序列预测,本文基于所构建的交直流混联电网连锁故障特性指标,运用非合作博弈理论思想对其进行综合赋权来满足连锁故障序列分析和预测需求,采用免疫量子粒子群算法求解非合作博弈问题,并通过系统失负荷度和潮流越线严重度对连锁故障序列进行了系统的风险评估。最后采用改进IEEE-39节点交直流混联电网和某省实际系统数据进行了模拟仿真分析,仿真结果验证了连锁故障序列预测的准确性和优越性。针对预防交直流混联电网连锁故障控制策略研究,本文建立以发电机调整量最小、健全直流线路调整量最小和负荷调整量最小为目标函数,以发电机、负荷和线路的功率、最小安全电压为约束条件,采用混沌-闪电搜索算法进行控制策略的最优求解。并在电力系统综合分析软件PSASP上对改进IEEE-39节点交直流混联电网和某省实际系统进行建模仿真分析,得到了系统控制策略的调整措施,验证了系统电压和功率控制策略的准确性。


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