文档介绍：博士学位论文
基于临界机组对的
电力系统暂态稳定问题研究
RESEARCH ON POWER SYSTEM TRANSIENT
STABILITY BASED ON CRITIAL MACHINE PAIR
卢芳
哈尔滨工业大学
2012 年 6 月
国内图书分类号:TM712 学校代码:10213
国际图书分类号: 密级:公开
工学博士学位论文
基于临界机组对的
电力系统暂态稳定问题研究
博士研究生: 卢芳
导师: 于继来教授
申请学位: 工学博士
学科: 电力系统及其自动化
所在单位: 电气工程及自动化学院
答辩日期: 2012 年 6 月
授予学位单位: 哈尔滨工业大学
Classified Index: TM712
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Dissertation for the Doctoral Degree in Engineering
RESEARCH ON POWER SYSTEM TRANSIENT
STABILITY BASED ON CRITIAL MACHINE PAIR
Candidate: Lu Fang
Supervisor: Jilai
Academic Degree Applied for: Doctor of Engineering
Speciality: Power System and Its Automation
School of Electrical Engineering and
Affiliation:
Automation
Date of Defence: June, 2012
Degree-Conferring-Institution: Harbin Institute of Technology
摘要
摘要
随着电网规模的不断扩大和各国大停电事件的时有发生,暂态稳定问题越
来越受到重视。现有研究虽已颇具成效,但实用时仍面临许多困难。近年来逐
步兴起的基于广域测量系统(Wide Area Measurement System, WAMS)的电力系
统暂态稳定性分析与控制问题研究,通常总是希望能够获得所有发电机的信息。
然而由于昂贵的配置费用,目前还不可能在所有发电机节点都安装相量测量单
元(Phasor Measurement Unit, PMU)。不完备的 PMU 配置格局,一定程度上制约
了有关方法应用时必备的可观测性和可控性。然而,即使所有发电机节点都安
装了 PMU,是否就一定有必要全部加以采用?能否有方法对 PMU 的配置具有
比较弱化的要求,或只需要部分关键发电机节点的 PMU 信息就可以满足有关
分析与控制的要求呢?针对这些矛盾和焦点问题,本文提出了以临界机组和非
临界机组构成的临界机组对为研究对象的设想,并重点探讨了快速暂态稳定性
分析方法、紧急控制策略及有关稳定临界参数的计算等问题。
为论证以临界机组对为研究对象设想的理论正确性,论文首先论述了临界
机组对的稳定信息可等价反映整个系统暂态稳定性的观点。在此基础上,推证
了等面积法则(Equal Area Criterion, EAC)可应用于多机系统中的临界机组对的
结论,从而为基于简便实用的 EAC 进行电力系统暂态稳定性分析与控制问题研
究,奠定了理论基础。
为从临界机组对和 EAC 的角度形成多机电力系统暂态稳定性快速评估方
法,论文基于故障后短时间内临界机组对的 PMU 量测信息,通过正弦曲线拟
合方式预测临界机组对的功角轨迹,进而应用 EAC 对临界机组对暂态稳定性进
行实时快速判断。在提出基于临界机组对的暂态稳定性快速预测方法的基础上,
给出了定量表示系统暂态稳定程度的指标,并对方法可能产生的误差进行了分
析。研究表明,所提方法不需识别临界机群,所需信息量少,在线实时应用时,
可显著弱化对 PMU 配置的要求。仿真结果显示了比较高的准确性,验证了方
法的正确性。
临界机组对的功角曲线通常虽然可以采用正弦曲线进行拟合,但在遇到系
统强时变因素时,是否仍然适用,有待深入探讨。论文针对临界机组对功角曲
线拟合问题,分析了强时变因素对系统暂态稳定性的影响,并建立了基于模型
和不依赖模型的时变因素强弱指标,从理论上分析了强时变因素分布的规律,
并指出了正弦