隨著分布式電源大量接入以及電動汽車快速增加,配電網(wǎng)動態(tài)行為愈加復雜。為了保證低壓電網(wǎng)安全、穩(wěn)定運行,對于配電網(wǎng)運行狀態(tài)的實時監(jiān)測顯得尤為重要。但是,配電網(wǎng)所監(jiān)測到的動態(tài)是高壓主網(wǎng)動態(tài)與就地動態(tài)的耦合,其既能反映主網(wǎng)動態(tài)又存在就地動態(tài)行為,這一現(xiàn)象已被山東大學所研發(fā)的輕型廣域測量系統(tǒng)(Wide-area Measurement System Light,WAMS Light)所證實。為了提高配電網(wǎng)量測數(shù)據(jù)的可用性,將數(shù)據(jù)中反映不同動態(tài)的數(shù)據(jù)用于不同的分析控制場景,需要研究高、低壓電網(wǎng)動態(tài)行為的耦合特征和解耦處理方法。本文的主要研究內(nèi)容如下:(1)為了揭示低壓電網(wǎng)量測數(shù)據(jù)反映主網(wǎng)動態(tài)的能力,從理論分析和數(shù)理統(tǒng)計兩個層面分析了大擾動后高、低壓電網(wǎng)頻率、電壓和相角響應的相關性�；趧討B(tài)頻率的定義和傳輸矩陣理論,提出了大擾動后高、低壓電網(wǎng)之間頻率、電壓和相角的函數(shù)關系式;通過一個算例驗證了理論分析的有效性,并通過相關系數(shù)和線性回歸方法再次量化分析了高、低壓電網(wǎng)動態(tài)響應相關性。(2)基于疊加定理和補償電流法分析了高、低壓電網(wǎng)動態(tài)行為的耦合機理�；隈詈蠙C理和傳輸矩陣理論,分析比較了高、低壓電網(wǎng)電壓和相角對于大擾動和低壓電網(wǎng)就地擾動的響應幅度;通過全局靈敏度分析,提取了影響高壓電網(wǎng)對就地擾動響應幅度的主要因素,即就地擾動類型、高壓母線短路容量和擾動點低壓母線負荷量;建立了高、低壓電網(wǎng)動態(tài)響應的數(shù)學模型,闡述了模型各部分的物理意義,討論了在不同就地擾動、不同電網(wǎng)參數(shù)條件下各部分的特點;通過算例仿真驗證了耦合機理和響應幅度分析結果的有效性。(4)分析了低壓電網(wǎng)對于大擾動和就地擾動的響應特征。分析了多種典型的大擾動和就地擾動發(fā)生后低壓電網(wǎng)動態(tài)響應的軌跡特征;提出了一種擾動傳播范圍參數(shù),能夠準確地反映擾動在低壓電網(wǎng)中的傳播范圍,并量化分析了兩類擾動在低壓電網(wǎng)的傳播范圍;通過算例仿真驗證了低壓電網(wǎng)響應特征分析結果的有效性。(5)考慮多次就地擾動發(fā)生的場景,提出了一種的針對電壓和相角的高、低壓電網(wǎng)動態(tài)行為解耦算法。結合問題特征,分析了電壓、相角解耦問題的數(shù)學本質;根據(jù)大擾動和就地擾動在傳播范圍特征上的明顯差異將該問題轉化為矛盾方程組的求解問題,再采用復最小二乘法估計其解得到各擾動的相量、電壓和相角響應,實現(xiàn)解耦。通過一個算例驗證了解耦方法的有效性。
【學位單位】：山東大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：TM76
【部分圖文】：

電壓和頻率不變，但當ｔ／（〇和＜５〇（〇的變化速度較快時，將出現(xiàn)同一周波內(nèi)的電壓和??相角的大幅度變化，在一個周波內(nèi)波形己非正弦，其最嚴重的情況即電壓和相角突變，??如圖２－１所示。??－－…［＼ＺＷｖｗ??（ａ）電壓、相角突變?（ｂ）電壓快速下降??圖２－１電壓波形的快速變化??本文以機電暫態(tài)中母線動態(tài)頻率／（〇、正序電壓同步相量的幅值以（／）和相角火／）??（下文中簡稱頻率、電壓和相角）來描述電網(wǎng)的動態(tài)行為。??２．２電網(wǎng)動態(tài)響應相關性的理論分析??２．２．１多電壓等級電網(wǎng)的結構??通常，高壓電網(wǎng)是指２２０ｋＶ及以上電壓等級的輸電網(wǎng)絡，其網(wǎng)絡結構多為多回??路的環(huán)網(wǎng)式結構。配電網(wǎng)是指ｌ］０ｋＶ及以下電壓等級的電網(wǎng)，并分為高壓配電網(wǎng)??（１１０／６６／３５ｋＶ）、中壓配電網(wǎng)（１０／６ｋＶ）和低壓配電網(wǎng)（０．４ｋＶ）。高壓配電網(wǎng)存在輻??射狀結構且中、低壓配電網(wǎng)一般均為輻射狀運行。中、低壓配電網(wǎng)距離負荷較近，且??電壓水平最低，通常被稱為低壓電網(wǎng)。但是低壓配電網(wǎng)（０．４ｋＶ）為三相四線制，需??考慮負荷多相不平衡所帶來的諸多問題。本文選�。保埃耄蛛娋W(wǎng)作為低壓電網(wǎng)研宄對象，??并選�。玻玻埃耄蛛娋W(wǎng)作為高壓電網(wǎng)。??圖２－２展示了一個典型的無源多電壓等級電網(wǎng)，其配電網(wǎng)通過２２０ｋＶ變壓器和母??線與大電網(wǎng)相連。其主要元件為輸電線路、變壓器、負荷以及無功補償元件。為了簡??化描述，本文將２２０ｋＶ母線和變壓器也作為配電網(wǎng)的一部分。??１２??

和隊分別為２２０ｋＶ和ｌＯｋＶ節(jié)點，分別代表高、低壓電網(wǎng)，二者的??連接通路中存在眾多分支。為了簡化分析，可將輻射狀網(wǎng)絡的某些分支用等效負荷代??替，并用雙繞組變壓器代替三繞組變壓器，得到如圖２－３所示的直線型電網(wǎng)。??，?＇亡ｈ?ＵＬ??２２０／１１０?線路］１１＾５?線路２?３５（１０?線路３?線路４??大電網(wǎng)?ＧＤ?ＧＤ?ＱＤ?＿????ＹＮｙｎ?Ｈ?ＹＮＤ１１?Ｈ?ｔ?ＹＮＤ１１?Ｈ?Ｍ?Ｍ??Ｂｈ?Ｂ，＼??Ｉ?ｔ?Ｘ?▼?▼?▼??負荷１?負荷２無功補償?負荷３?負荷４?負荷５??圖２－３多電壓等級直線型電網(wǎng)??２．２．２高、低壓電網(wǎng)頻率的相關性??根據(jù)式（２－５），高、低壓電網(wǎng)節(jié)點電壓分別為??ｕＨ?（〇?＝?ｙｆ２ＵＨ?（／）ｃｏｓ（２＾－／〇／?＋?Ｊ〇?２Ｍ／Ｗ?（ｔ）ｄ／?＋?Ｓ０Ｈ?（／））?（２－１０）??ｕＬ（ｔ）?＝?＼ｆ２Ｕ，Ｘｌ）ｃｏｓ（２７ｒ／〇ｔ?＋?ｆ?２＾Ａｆ，Ｘｔ）ｄｔ?＋?Ｓ〇，Ｘ〇）?（２－１１）??Ｊ〇??其中，ｔ；ｗ（〇、ｆ／Ａ（／）為高、低壓電網(wǎng)電壓有效值，４／＾（０、４／１（０為動態(tài)頻率偏移量，??５〇ｗ（Ｚ）、為初相。??對于／〇時刻，節(jié)點及／頻率為／以／〇）。若在［／。，１／／以／（））＋／。］時段內(nèi)，％（／）基本不??變且＆；ｙ（／）無突變

?ｌＯｋＶ??３５ｋＶ??圖２－２多電壓等級輻射型電網(wǎng)??上圖中，和隊分別為２２０ｋＶ和ｌＯｋＶ節(jié)點，分別代表高、低壓電網(wǎng)，二者的??連接通路中存在眾多分支。為了簡化分析，可將輻射狀網(wǎng)絡的某些分支用等效負荷代??替，并用雙繞組變壓器代替三繞組變壓器，得到如圖２－３所示的直線型電網(wǎng)。??，?＇亡ｈ?ＵＬ??２２０／１１０?線路］１１＾５?線路２?３５（１０?線路３?線路４??大電網(wǎng)?ＧＤ?ＧＤ?ＱＤ?＿????ＹＮｙｎ?Ｈ?ＹＮＤ１１?Ｈ?ｔ?ＹＮＤ１１?Ｈ?Ｍ?Ｍ??Ｂｈ?Ｂ，＼??Ｉ?ｔ?Ｘ?▼?▼?▼??負荷１?負荷２無功補償?負荷３?負荷４?負荷５??圖２－３多電壓等級直線型電網(wǎng)??２．２．２高、低壓電網(wǎng)頻率的相關性??根據(jù)式（２－５），高、低壓電網(wǎng)節(jié)點電壓分別為??ｕＨ?（〇?＝?ｙｆ２ＵＨ?（／）ｃｏｓ（２＾－／〇／?＋?Ｊ〇?２Ｍ／Ｗ?（ｔ）ｄ／?＋?Ｓ０Ｈ?（／））?（２－１０）??ｕＬ（ｔ）?＝?＼ｆ２Ｕ，Ｘｌ）ｃｏｓ（２７ｒ／〇ｔ?＋?ｆ?２＾Ａｆ，Ｘｔ）ｄｔ?＋?Ｓ〇，Ｘ〇）?（２－１１）??Ｊ〇??其中
【參考文獻】

相關期刊論文 前10條

1 李光;李云鵬;;關于疊加定理中受控源作為獨立源處理的探討[J];科技創(chuàng)新導報;2015年34期

2 張恒旭;靳宗帥;劉玉田;;輕型廣域測量系統(tǒng)及其在中國的應用[J];電力系統(tǒng)自動化;2014年22期

3 王法勝;魯明羽;趙清杰;袁澤劍;;粒子濾波算法[J];計算機學報;2014年08期

4 李達義;孫玉鴻;熊博;康文杰;;一種并聯(lián)型有源電力濾波器的新型控制方法[J];電力系統(tǒng)自動化;2014年15期

5 李江;王義偉;魏超;張鵬;;卡爾曼濾波理論在電力系統(tǒng)中的應用綜述[J];電力系統(tǒng)保護與控制;2014年06期

6 畢天姝;劉灝;楊奇遜;;PMU算法動態(tài)性能及其測試系統(tǒng)[J];電力系統(tǒng)自動化;2014年01期

7 朱士虎;游春霞;;一種改進的均值濾波算法[J];計算機應用與軟件;2013年12期

8 蔡國偉;楊德友;姜又滔;;基于廣域瞬時量測信息的復雜受端電網(wǎng)動態(tài)頻率量化評估與預警方法研究[J];中國科學:技術科學;2013年04期

9 賈秀芳;華回春;曹東升;趙成勇;;基于復線性最小二乘法的諧波責任定量劃分[J];中國電機工程學報;2013年04期

10 李俊芳;張步涵;;基于進化算法改進拉丁超立方抽樣的概率潮流計算[J];中國電機工程學報;2011年25期

相關博士學位論文 前2條

1 楊曉憲;10kV中壓電力線信道寬帶特性研究[D];西安交通大學;2006年

2 黃瀛;電力系統(tǒng)繼電保護快速濾波算法研究[D];浙江大學;2005年

相關碩士學位論文 前4條

1 劉倩;基于WAMS Light的低頻振蕩在線辨識方法研究[D];山東大學;2014年

2 王軍;基于Copula方法的中國股票市場的相關性研究[D];湖南大學;2010年

3 吳勇;基于小波的信號去噪方法研究[D];武漢理工大學;2007年

4 呂瑞蘭;小波閾值去噪的性能分析及基于能量元的小波閾值去噪方法研究[D];浙江大學;2003年

本文編號：2862047