【摘要】：全球能源互聯(lián)進(jìn)程推動(dòng)著跨區(qū)域電網(wǎng)的大規(guī)�；ヂ�(lián)建設(shè)及清潔能源發(fā)電技術(shù)的大力發(fā)展,也為電力系統(tǒng)安全防御問題帶來更大的挑戰(zhàn)。隨著電力系統(tǒng)運(yùn)行復(fù)雜程度的不斷增加,當(dāng)系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)在長(zhǎng)過程中逐漸惡化時(shí),一系列的連鎖反應(yīng)極易導(dǎo)致大停電事故。電力系統(tǒng)運(yùn)行安全分析是對(duì)電力系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的安全水平和其演化過程、發(fā)展規(guī)律的評(píng)估和感知,以及對(duì)改善和校正系統(tǒng)狀態(tài)的策略分析,是電力系統(tǒng)安全防御框架中的核心內(nèi)容。因此,研究電力系統(tǒng)運(yùn)行安全的態(tài)勢(shì)感知,并對(duì)狀態(tài)惡化下的系統(tǒng)及時(shí)采取優(yōu)化調(diào)整和安全控制,對(duì)于降低連鎖故障及大停電風(fēng)險(xiǎn)、提高系統(tǒng)的安全防御能力等具有重要意義。本文在電力系統(tǒng)安全防御框架下,對(duì)電力系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)綜合評(píng)估、安全態(tài)勢(shì)辨識(shí)及優(yōu)化控制等問題進(jìn)行了研究。論文的主要內(nèi)容包括以下幾方面:(1)提出了一種基于直覺模糊層次分析法的電力系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)綜合評(píng)估模型。綜合考慮電網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)特性和運(yùn)行安全性,建立了層次結(jié)構(gòu)的評(píng)估指標(biāo)體系。針對(duì)基于傳統(tǒng)模糊集理論的綜合評(píng)估方法的局限性,應(yīng)用直覺模糊集理論,同時(shí)考慮了隸屬度、非隸屬度和猶豫度這三個(gè)方面的決策信息,通過直覺模糊層次分析法確定指標(biāo)權(quán)重,并在此基礎(chǔ)上建立了動(dòng)態(tài)調(diào)整猶豫度的變權(quán)重機(jī)制,提高了綜合評(píng)估的辨識(shí)度。所提方法相較傳統(tǒng)模糊評(píng)估方法更為科學(xué)合理,且其動(dòng)態(tài)調(diào)整機(jī)制在實(shí)際系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)測(cè)的應(yīng)用當(dāng)中更具靈活性。(2)提出了一種電力系統(tǒng)運(yùn)行安全的態(tài)勢(shì)感知架構(gòu)。該架構(gòu)包括三個(gè)層次:運(yùn)行數(shù)據(jù)的獲取,系統(tǒng)當(dāng)前狀態(tài)下安全裕度的評(píng)估,以及未來狀態(tài)下安全裕度的態(tài)勢(shì)辨識(shí)。首先,構(gòu)建了考慮線路動(dòng)態(tài)傳輸容量極限的安全距離測(cè)度指標(biāo),度量系統(tǒng)當(dāng)前狀態(tài)和未來狀態(tài)下的安全裕度。然后,采用改進(jìn)的趨勢(shì)分析技術(shù),對(duì)安全裕度變化的趨勢(shì)序列進(jìn)行趨勢(shì)提取和趨勢(shì)特征識(shí)別。進(jìn)一步,對(duì)于態(tài)勢(shì)持續(xù)惡化的系統(tǒng),提出了一種計(jì)及最優(yōu)線路開斷的安全均勻調(diào)度策略。提出的態(tài)勢(shì)感知架構(gòu)實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)運(yùn)行安全的態(tài)勢(shì)特征辨識(shí),對(duì)系統(tǒng)智能監(jiān)控具有重要參考價(jià)值;所提優(yōu)化調(diào)度策略能夠有效地提高潮流分布的均勻度,實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的靈活優(yōu)化。(3)提出了一種安全域視角下的電力系統(tǒng)靜態(tài)安全校正控制方法。針對(duì)傳統(tǒng)靈敏度方法存在的問題,以電力系統(tǒng)安全域理論為支撐,提出了機(jī)組出力的安全距離靈敏度指標(biāo)。結(jié)合機(jī)組的實(shí)際調(diào)節(jié)能力,根據(jù)反向等量配對(duì)原則,排序得出參與調(diào)控的機(jī)組序列。以最小化總調(diào)整量為目標(biāo),考慮系統(tǒng)中各線路潮流安全約束,建立了校正控制的線性規(guī)劃模型,并按所得序列選擇'機(jī)組對(duì)'代入求解。提出的控制策略實(shí)現(xiàn)了運(yùn)行安全的“評(píng)估-控制”一體化,比傳統(tǒng)方法更加直觀、高效,尤其在處理多線路過載問題時(shí),能夠進(jìn)一步優(yōu)化控制策略,避免反復(fù)調(diào)整。(4)提出了一種計(jì)及風(fēng)電出力不確定性的電力系統(tǒng)靜態(tài)安全校正控制方法。考慮與風(fēng)電預(yù)測(cè)方法的合理對(duì)接,采用風(fēng)電預(yù)測(cè)出力的區(qū)間及期望值信息來描述風(fēng)電的不確定性。以調(diào)整措施耗費(fèi)的經(jīng)濟(jì)成本最小為目標(biāo),建立有功安全校正的分布魯棒線性優(yōu)化模型。基于分布魯棒線性優(yōu)化理論,將含有不確定性參數(shù)的分布魯棒優(yōu)化模型轉(zhuǎn)化為僅含確定性參數(shù)的魯棒對(duì)等模型,并采用線性規(guī)劃方法進(jìn)行求解。所得校正控制方案能夠應(yīng)對(duì)各種可能的風(fēng)電波動(dòng);通過調(diào)節(jié)模型中的變化約束變量,可實(shí)現(xiàn)控制策略經(jīng)濟(jì)性與魯棒性的相互轉(zhuǎn)化,并給出控制策略魯棒性程度的概率評(píng)價(jià),為調(diào)度人員提供了更加靈活的決策支持。
【圖文】：

正常水平；發(fā)生單一故障時(shí)，不應(yīng)導(dǎo)致主系統(tǒng)非同步運(yùn)行，不應(yīng)發(fā)生頻率崩潰和逡逑電壓崩潰；在事故后經(jīng)調(diào)整的運(yùn)行方式下，系統(tǒng)仍應(yīng)有規(guī)定的靜態(tài)穩(wěn)定儲(chǔ)備，并逡逑滿足再次發(fā)生單一元件故障后的暫態(tài)穩(wěn)定和其他元件不超過規(guī)定事故過負(fù)荷能逡逑力的要求�？梢�，系統(tǒng)的備用容量、電壓、頻率、功角和負(fù)荷水平等是影響系統(tǒng)逡逑運(yùn)行狀態(tài)的重要因素。另一方面，近年來國內(nèi)外不斷發(fā)生的大規(guī)模連鎖故障及大逡逑停電事故表明，網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)特性對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行安全同樣有著至關(guān)重要的影響。逡逑基于上述分析并結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行人員及專家的意見，本章建立電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)評(píng)逡逑估的層次結(jié)構(gòu)模型如圖２－１所示。以電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)評(píng)估為總目標(biāo)，電網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)特逡逑性、備用容量、功角、電壓、頻率和負(fù)荷水平這６個(gè)一級(jí)指標(biāo)作為準(zhǔn)則層。其中，逡逑網(wǎng)絡(luò)特性指標(biāo)從復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的角度選取，包括網(wǎng)絡(luò)效能、聚類系數(shù)和網(wǎng)絡(luò)拓?fù)潇�，逡逑以便�?duì)電網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的合理性進(jìn)行評(píng)估。指標(biāo)層涵蓋了三類二級(jí)指標(biāo)，包括狀態(tài)逡逑量指標(biāo)（如網(wǎng)絡(luò)效能、聚類系數(shù)、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)潇�、系統(tǒng)有功和無功備用容量、母線逡逑電壓越限率、系統(tǒng)平均負(fù)載率和潮流熵、電網(wǎng)安全距離等）、靜態(tài)安全水平指標(biāo)逡逑（如靜態(tài)電壓穩(wěn)定裕度等）以及動(dòng)態(tài)安全水平指標(biāo)（如最大功角偏移量、臨界切逡逑除時(shí)間、最大電壓偏移量、最大頻率偏移量等），這１４個(gè)二級(jí)指標(biāo)從不同的側(cè)逡逑面對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行了全面的評(píng)價(jià)。逡逑

潮流及暫態(tài)穩(wěn)定程序。逡逑２．４．１新英格蘭３９節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)算例逡逑新英格蘭３９節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)接線圖如圖２－２所示，該系統(tǒng)共有１０臺(tái)發(fā)電機(jī)，４６逡逑條線路。系統(tǒng)參數(shù)見附錄Ａ。以該系統(tǒng)為例，對(duì)該系統(tǒng)在不同負(fù)荷水平下的運(yùn)行逡逑狀態(tài)進(jìn)行綜合評(píng)估。逡逑？邐？逡逑邐３０邐３７逡逑－Ｉ邐＾２５邐２６－十」邐２８邋Ｙ邋２９ｔ－Ｋ－逡逑２邐、，，邐－］—２７邐，丨逡逑ｉ－邐ｉ邋３８邋士逡逑？邐－ｊｒ－３邋于邋１８邋了－１７邐？逡逑邐３９邐－ｉ——｜￣ｐ￣１６邋２１－ｒ－ｐｒ逡逑，，邐＞５ｊ－邐Ｉ逡逑ｉ邋？逡逑ＴＴ邋４邐１４邋＿邋Ｉ邋丨邋１邐Ｔ１�。玻村濉常跺义希蛇姡颠姡保常保颍诌姡桑玻冲义希梗婂义希愤姡蕖保边姡椋玻斑姡玻玻蹋义�，，邐」￣１￣Ｕｏ邋｜逡逑邐Ｌ邋——ｒ３１邋一邋—邋３２邐－－３４－－３３邐—邋＿３５逡逑，，？邋？邐？邋？邐？逡逑圖２－２新英格蘭３９節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)接線圖逡逑Ｆｉｇ．２－２邋Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ邋ｄｉａｇｒａｍ邋ｏｆ邋Ｎｅｗ邋Ｅｎｇｌａｎｄ邋３９－ｂｕｓ邋ｓｙｓｔｅｍ逡逑２６逡逑
【學(xué)位授予單位】：華北電力大學(xué)(北京)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TM732

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2623801