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长沙理工大学硕士学位论文电力系统低频振荡分析方法研究姓名：唐颖杰申请学位级别：硕士专业：电力系统及其自动化指导教师：竺炜20090520电力系统低频振荡分析方法研究作者：唐颖杰学位授予单位：长沙理工大学相似文献(10条)1.会议论文闫朝.艾欣.朱维新.王瑞欣应用SVC抑制电力系统低频振荡的研究2008互联系统区间低频振荡问题日益受到关注，本文基于MATLAB的PSB工具箱，对SVC在抑制电力系统低频振荡方面做了进一步研究。根据静止无功补偿器(SVC)抑制低频振荡的原理在传统控制模型中加入频率信号控制环节和负反馈环节，利用PSB工具箱建立了SVC的控制系统模型，搭建两机系统以模拟区域瓦联系统，分析频率负反馈型SVC在抑制系统低频振荡中的作用。仿真结果表明以上SVC装置能够良好地抑制电力系统低频振荡。2.期刊论文王惠中.邓科.郑伟.WANGHuizhong.DENGKe.ZHENGWei抑制电力系统低频振荡综述-工业仪表与自动化装置2009,(1)从低频振荡的起因开始,指出目前研究低频振荡的几种方法,综述了抑制低频振荡的措施.针对目前PSS仍然是抑制低频振荡的最好方法,重点比较了传统PSS和其他各种PSS抑制低频振荡的效果.文章还从大处着眼分别对低频振荡研究方法和抑制低频振荡策略进行了分析和比较,阐明了各自的优缺点.最后阐述了目前电力系统运行方式的复杂性,并分析了抑制低频振荡的策略,对未来的发展动向做了进一步的探讨.3.学位论文叶华大规模电力系统低频振荡分析与广域自适应控制研究2009随着“西电东送”战略的实施，我国电网通过一系列的联网工程形成了两大长链式同步交流电网。近年来，我国国家电网公司提出了建设“以特高压电网为骨干网架、各级电网协调发展”的战略目标。2009年1月6日，中国自主研发、设计和建设的1000kV晋东南-南阳-荆门特高压交流试验示范工程正式建成投运。根据规划，到“十二五”初期，我国将建成“两纵两横”特高压骨干电网，从而形成超大规模的华北-华中-华东特高压交流同步电网。到2020年前后，国家电网特高压网架将形成以华北、华中、华东为核心，联结各大区域电网、大煤电基地、大水电基地和主要负荷中心的坚强电网结构。在我国特高压电网建设过程中，高低压电磁环网和重载的长距离特高压送电通道，都可能导致电网发生低频功率振荡。大规模电力系统规模巨大且运行方式多变，对现有的低频振荡分析和控制方法都提出了挑战。因此，开展大规模电力系统低频振荡分析和广域自适应控制，解决现有分析和控制方法在大规模电力系统应用中存在的不足，对于丰富和拓展电力系统低频振荡的分析和控制理论，防止大停电事故和提高区域电网间的输电能力都具有重要的理论意义和应用价值。在广泛阅读小干扰功角稳定机理、分析和控制方法方面相关文献的基础上，论文在大规模电力系统低频振荡的分析和广域自适应控制方面，进行了深入的研究和有益的探讨。论文的主要研究工作和创新性成果如下：1）针对传统特征值分析方法仅适用于中小规模电力系统的局限性，结合Prony和稀疏特征值算法，提出了一种大规模互联电网区间低频振荡分析的实用方法。稀疏特征值分析方法，充分利用大规模电力系统小干扰稳定性分析中所形成的增广状态矩阵稀疏性的特点，能够计算系统全部特征值中我们所关心的特征子集，可分析任意规模的电力系统。利用Prony分析的结果作为稀疏特征值算法的初始位移点，从而可以快速、准确地计算出所关心的部分特征值和特征向量，避免了初始参数选取不当对稀疏特征值算法计算速度和收敛性能的不利影响。利用提出的方法，以逆迭代转Rayleigh商迭代和隐式重启动Arnoldi两种稀疏特征值算法为例，分别对东北-华北互联电力系统和华北-华中-华东特高压同步电网进行了低频振荡分析，得到了关键的区间低频振荡模式，在东北-华北互联电力系统配置了PSS以提高系统的阻尼，对华北-华中-华东特高压同步电网区间低频振荡模式的影响因素进行了深入分析。东北-华北互联电力系统的低频振荡分析结果表明：系统存在山东电网机组相对于东北电网机组的弱阻尼区间低频振荡模式。对华北-华中-华东特高压同步电网进行低频振荡分析后，得到以下结论：系统主要存在六个区间低频振荡模式。山东电网机组相对于蒙西电网机组的振荡模式的阻尼随着华北主网向山东电网输送功率的增加而增强，并且在山东电网与华北主网之间的第二个联网工程（黄骅-滨州500kV双回线路）的投运而显著降低。在极端情况下，华北主网需要山东电网提供紧急功率支援时，该振荡模式的阻尼下降尤为严重。蒙西电网向华北主网输送功率的增加，有利于提高蒙西电网机组参与的区间低频振荡模式的阻尼。福建电网机组相对于系统的弱阻尼区间低频振荡模式的阻尼，随着福建电网向华东主网输送功率的增加而增强，且该模式的阻尼在杭北变电站失去所有的特高压线路后得到显著增加。安徽、浙江电网机组相对于江苏电网和阳城厂机组的振荡模式的阻尼，在杭北变电站失去所有的特高压线路后急剧减弱。石家庄特高压变电站的失去与否对系统区间低频振荡模式的阻尼影响很小。2）在电力系统阻尼控制研究中，系统模型是进行控制器设计的前提和基础。针对现代互联电力系统规模巨大和运行方式复杂多变的特点，首次提出了阻尼控制中的在线递推闭环子空间辨识算法，着眼于解决“现辩现控”思想中的“辩”。在闭环情况下，利用由系统“过去的”输入和输出Hankel矩阵形成的辅助变量消除系统的输入输出测量噪声和过程噪声，并通过矩阵正交投影得到系统扩展可观性矩阵的列张成的子空间。借助奇异值分解和扩展可观性矩阵的转移不变特性得到系统矩阵A和C的实现，进而由最小二乘计算系统矩阵B和D。在新的采样数据到来时，利用扩展辅助变量投影估计子空间跟踪算法递推更新A和C，并由递推最小二乘算法更新B和D。论文还从系统模型的闭环可辨识性、持续激励信号的选择以及采样数据的尺度变换方面，对在线递推闭环子空间辨识算法应用于电力系统阻尼控制时应注意的问题，进行了探讨。在基于自校正原理的广域自适应阻尼控制系统结构下，利用在线递推闭环子空间辨识算法，设计了线性二次最优部分输出反馈的广域附加阻尼控制器。利用电网的动态响应来辨识包含主导低频振荡模式的降阶模型，避开了实际系统模型阶次很高且不易获得的难题。在线递推闭环子空间辨识算法具有较好的数值稳定性和较低的时间复杂度，为实现“现辩现控”思想中的“控”打下基础。中国电科院8机36节点系统的仿真结果表明，所提出的在线递推闭环子空间模型辨识算法，能够有效地辨识和跟踪包含系统的主导低频振荡模式的状态空间模型，并实现附加阻尼控制器参数的在线调整。基于广域信息的附加阻尼控制器能有效地抑制系统的区间低频振荡。3）针对最优控制不能在优化求解过程中考虑控制约束的不足，提出了基于模型预测理论的广域阻尼控制策略，用以实现“现辩现控”思想中的“控”。在辨识得到的系统模型的基础上，用输出扰动对系统状态进行增广，得到系统的输出扰动模型，以防止系统输出产生静态偏差。通过Kalman滤波器得到输出扰动模型状态的估计值。在利用辨识模型得到闭环形式的预测方程后，分别建立表征在无限时域内系统响应偏离参考轨迹的代价和施加阻尼控制的代价的目标函数。考虑到控制输入的约束，最优控制量通过求解以当前系统状态为初始状态的最优控制问题得到。在线模型辨识和控制量的优化求解在有限时间间隔内反复进行。该控制策略是在线模型辨识和控制器参数在线更新的有机结合，实现了电力系统低频振荡的自适应控制，因此克服了基于离线辨识设计的固定参数控制器的固有缺点，解决了由于运行方式复杂多变和参数的不确定性与时变性引起的控制性能降低问题。采用模型预测、滚动优化和反馈校正策略可以预知系统在控制措施下的演化轨迹，避免了控制的负效应。中国电科院8机36节点系统仿真结果表明，系统状态空间模型和模型预测控制律更新的最大耗时小于采样时间间隔，控制器能够满足在线应用的要求。控制器可以有效地抑制系统的区间低频振荡模式，并且具有与PSS和其他模型预测阻尼控制器相互协调和适应系统运行方式变化的能力。4.会议论文马燕峰.赵书强.魏伟改进遗传算法用于交直流电力系统低频振荡的协调稳定控制2004交直流混合电力系统低频振荡是运行中的一个严重问题,在交流系统中装设电力系统稳定器(PSS),直流系统中装设直流附加控制(DCM)能够抑制低频振荡,但在多控制器的系统中,利用传统方法针对某一模式设计的控制器往往对其他振荡模式起负作用,所以控制器的参数协调是关键问题.本文利用参与因子确定控制器装设地点,引入结合特征值灵敏度的改进遗传算法进行参数协调,通过选取适当的目标函数、适应度函数及遗传操作,最终得到抑制低频振荡的一组最优参数.算例表明,利用参与因子和改进遗传算法来选择的控制器参数能对低频振荡模式起到很好的抑制作用并有强鲁棒性.5.期刊论文韩志勇.贺仁睦.徐衍会.HANZhi-yong.HERen-mu.XUYan-hui汽轮机压力脉动引发电力系统低频振荡的共振机理分析-中国电机工程学报2008,28(1)强迫型共振机理是引起电力系统低频振荡的原因之一.该文基于汽轮机压力脉动引发电力系统低频振荡的共振机理,分析汽轮机压力脉动的产生原因,介绍压力脉动类型和特征.从理论上探讨非简谐周期性扰动下的电力系统强迫振荡,并通过时域仿真分析单机无穷大系统和多机系统中汽轮机复杂压力脉动、准周期压力脉动及冲击性压力脉动对电力系统稳定性的影响.研究结果表明,汽轮机压力脉动的类型复杂,频率成分丰富,其中复杂压力脉动如果其含有与电力系统固有频率一致的脉动分量时,会引发电力系统共振机理的低频振荡,而准周期压力脉动和冲击性压力脉动由于其幅值的快速变化,并未引发共振.该研究结果对探讨电力系统低频振荡的产生原因具有一定的参考价值.6.学位论文牟小松电力系统低频振荡抑制措施的仿真研究2005随着电力系统快速励磁的引入和电力系统规模的逐渐扩大，电力系统低频振荡的现象也日益突出。低频振荡一旦发生，将持续短时间后消失或者加剧以致系统解列。自从北美MAPP的西北联合系统和西南联合系统互联时出现低频振荡现象以来，世界上许多地方如欧洲的UCPTE-Yugoslavia-Greece互联系统、加拿大、澳大利亚、英国等都相继出现过低频振荡现象。低频振荡现象已经成为电力系统运行工作中需要考虑并解决的一个实际问题。电力系统发生低频振荡的频率一般在0.1～2.5Hz之间，可分为局部振荡和区域振荡两种,局部振荡频率比区域振荡稍高。在1969年，DeMello等人运用电力系统阻尼转矩的概念对单机无穷大系统低频振荡的现象进行了探讨和分析，物理概念清晰，得到了电力界工作者普遍的认可。然而励磁系统对低频扰动产生负阻尼的理论并不能完全解释实际电力系统中产生的各种低频振荡现象，因此出现了其他理论如分叉理论等。论文首先介绍了电力系统各种元件的数学模型，给出了适合研究低频振荡的原动机、发电机、励磁系统和负荷等的数学模型；然后在单机无穷大系统的基础上，推导了电力系统低频振荡的负阻尼机理，回顾了励磁系统导致负阻尼来解析电力系统产生的低频振荡；为针对性地分析元件对低频振荡的影响，建立了相应的系统模型；结合电力系统分析方法——特征值分析法，对建立的不同的电力系统模型列写状态方程系数矩阵，计算其特征根以及相关矩阵并加以分析、讨论；目前抑制电力系统低频振荡有两种常用的方法：加装电力系统稳定器PSS和串联可控补偿装置TCSC，论文对两种方法进行了分析计算，验证了其有效性。最后利用MATLAB仿真软件，对不同情况下的低频振荡进行了数值仿真计算，通过仿真结果的对比，观察了电力系统元件及其参数对低频振荡影响，特别分析了调速器对低频振荡的影响，综合分析了影响因素。论文提出最后了几点意见和建议，论文所得到的结论对于抑制电力系统低频振荡和电力系统的稳定运行具有重要的参考价值。7.会议论文刘刃.廖勇异步化汽轮发电机抑制电力系统低频振荡的仿真研究2008论文在分析电力系统产生低频振荡原因的基础上,深入研究了异步化汽轮发电机阻尼特性.针对异步化汽轮发电机阻尼特性,提出了在电力系统中采用异步化汽轮发电机部分取代传统同步发电机来