隨著跨區(qū)大電網(wǎng)互聯(lián),電網(wǎng)規(guī)模的擴(kuò)大和結(jié)構(gòu)的日益復(fù)雜,超高壓交直流超長(zhǎng)距離輸電和各種新能源及電力電子設(shè)備的接入,電能供應(yīng)實(shí)現(xiàn)了全國(guó)范圍的資源優(yōu)化配置,極大提高了現(xiàn)有電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)性和可靠性,然而與此同時(shí),電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性問題也日益凸顯,威脅著電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。當(dāng)規(guī)模龐大的電力系統(tǒng)中的發(fā)電機(jī)原動(dòng)機(jī)及調(diào)速器、勵(lì)磁系統(tǒng)、負(fù)荷波動(dòng)等擾動(dòng)中存在周期性擾動(dòng)時(shí),就會(huì)引發(fā)系統(tǒng)的強(qiáng)迫振蕩,尤其當(dāng)強(qiáng)迫振蕩的頻率接近系統(tǒng)的弱阻尼振蕩模式的固有頻率時(shí),會(huì)造成共振,引起擾動(dòng)源被放大很多倍,產(chǎn)生大幅值的強(qiáng)迫振蕩。當(dāng)該振蕩模式的阻尼比為0時(shí),振蕩幅值達(dá)到最大,造成嚴(yán)重的共振效應(yīng)。本文針對(duì)電力系統(tǒng)的強(qiáng)迫振蕩,研究了多種將擾動(dòng)源定位到發(fā)電機(jī)及發(fā)電機(jī)控制設(shè)備的方法,本文的具體工作如下:（1）提出了一種運(yùn)用未知輸入觀測(cè)器（Unknown Input Observer,UIO）進(jìn)行擾動(dòng)源隔離,從而實(shí)現(xiàn)強(qiáng)迫振蕩擾動(dòng)源設(shè)備定位的方法。首先建立了電力系統(tǒng)的線性化模型,來自原動(dòng)機(jī)及調(diào)速器、勵(lì)磁系統(tǒng)的典型的擾動(dòng)源被視為未知輸入包含在電力系統(tǒng)的線性化模型中。然后提出了一種基于UIO和故障隔離的系統(tǒng)化的擾動(dòng)源定位方法,根據(jù)由UIO產(chǎn)生的模型響... 

【文章來源】：浙江大學(xué)浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：165 頁

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

31Hz強(qiáng)迫振蕩時(shí)各發(fā)電機(jī)電磁功率

第3章基于觀測(cè)器靈敏度設(shè)計(jì)的強(qiáng)迫振蕩擾動(dòng)源定位67圖3-21.31Hz強(qiáng)迫振蕩時(shí)各發(fā)電機(jī)殘差的頻譜將-30dB的高斯白噪聲注入到所有發(fā)電機(jī)的輸出響應(yīng)y(t)(用p.u.和rad/s表示)數(shù)據(jù)中，作為測(cè)量噪聲。用各發(fā)電機(jī)的輸出狀態(tài)變量響應(yīng)y(t)作為其觀測(cè)器的輸入，驅(qū)動(dòng)觀測(cè)器生成各發(fā)電機(jī)的殘差r(t)。最終得到各發(fā)電機(jī)觀測(cè)器的殘差信號(hào)頻譜，如圖3-2所示。由于所設(shè)計(jì)的每臺(tái)發(fā)電機(jī)的觀測(cè)器生成的殘差對(duì)外部電網(wǎng)周期擾動(dòng)通過網(wǎng)絡(luò)傳到本發(fā)電機(jī)的強(qiáng)迫振蕩實(shí)現(xiàn)了接近解耦，而僅對(duì)本發(fā)電機(jī)內(nèi)部的周期性擾動(dòng)保持敏感，所以在強(qiáng)迫振蕩中僅根據(jù)各發(fā)電機(jī)殘差在振蕩頻率處是否有顯著的頻譜響應(yīng)，即可識(shí)別具體的擾動(dòng)源機(jī)組。對(duì)于圖3-2所示，僅發(fā)電機(jī)G6的殘差在振蕩頻率1.318Hz處有顯著峰值，而其他機(jī)組在該頻率處的峰值很小，可忽略不計(jì)。這表明僅發(fā)電機(jī)G6內(nèi)部存在1.318Hz的周期性擾動(dòng)注入，而其他發(fā)電機(jī)沒有，從而表明G6即是擾動(dòng)源機(jī)組。從該例中可以看出該方法有清晰的理論基礎(chǔ)，根據(jù)殘差的頻譜可以直接方便地識(shí)別出擾動(dòng)源機(jī)組。而其他發(fā)電機(jī)在1.318Hz處有較小的峰值主要是由采用的參數(shù)不準(zhǔn)確，加入的噪聲和運(yùn)行狀態(tài)點(diǎn)的改變?cè)斐伞＿@也同時(shí)說明了本章的方法對(duì)實(shí)際應(yīng)用中的影響因素具有較好的魯棒性。3.4.1.2勵(lì)磁系統(tǒng)擾動(dòng)源引發(fā)的強(qiáng)迫振蕩定位同樣的，將各發(fā)電機(jī)的機(jī)械功率和所有負(fù)荷增加10%，使得系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)與觀測(cè)器設(shè)計(jì)點(diǎn)的運(yùn)行狀態(tài)有所不同。將0.5p.u.,0.64Hz的正弦擾動(dòng)添加到發(fā)電機(jī)G4的勵(lì)磁系統(tǒng)參考信號(hào)中，激發(fā)0.64Hz的強(qiáng)迫振蕩。各發(fā)電機(jī)電磁功率如圖3-3所示。同樣的，將-30dB的白噪聲加入發(fā)電機(jī)輸出y(t)中，再用各發(fā)電機(jī)的輸出y(t)驅(qū)動(dòng)觀測(cè)器從而產(chǎn)生殘差r(t)。所有發(fā)電機(jī)的殘差的頻譜如圖3-4所示。由于各觀測(cè)器殘差僅對(duì)發(fā)電機(jī)內(nèi)部的周期性擾動(dòng)有響應(yīng)，故根據(jù)圖

浙江大學(xué)博士學(xué)位論文68值很小，可忽略。圖3-30.64Hz強(qiáng)迫振蕩時(shí)各發(fā)電機(jī)電磁功率圖3-40.64Hz強(qiáng)迫振蕩時(shí)各發(fā)電機(jī)殘差的頻譜3.4.1.3多擾動(dòng)源引發(fā)的強(qiáng)迫振蕩定位系統(tǒng)和各發(fā)電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)的改變同前述一致。分別將0.64Hz，50MW和1.31Hz，50MW的正弦機(jī)械功率擾動(dòng)添加到發(fā)電機(jī)G9的原動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)G5的原動(dòng)機(jī)中以激發(fā)多擾動(dòng)源強(qiáng)迫振蕩。在各發(fā)電機(jī)輸出y(t)中加入與前述算例同樣大小的噪聲信號(hào)，并利用含噪聲的y(t)驅(qū)動(dòng)各發(fā)電機(jī)觀測(cè)器生成殘差r(t)。所有發(fā)電機(jī)的殘差的頻譜如圖3-5所示。根據(jù)圖3-5，各發(fā)電機(jī)的殘差在1.318Hz和0.635Hz處分別有一個(gè)很明顯的峰值，說明系統(tǒng)存在兩個(gè)周期性擾動(dòng)注入，即擾動(dòng)源。與1.318Hz和0.635Hz處明顯的峰值對(duì)應(yīng)的發(fā)電機(jī)分別是G5和G9，這兩個(gè)發(fā)電機(jī)也即為與強(qiáng)迫振蕩兩個(gè)頻率分量分別相對(duì)應(yīng)的擾動(dòng)源。該算例說明本章的方法衡量的是殘差的頻譜，而不同頻率的擾動(dòng)源引發(fā)的強(qiáng)迫振蕩的殘差頻譜在頻域是解耦的，從而通過比較殘差的頻譜，可以得到殘差對(duì)不同的周期性擾

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]多機(jī)電力系統(tǒng)的強(qiáng)迫功率振蕩特性研究[J]. 馬燕峰,趙培龍,趙書強(qiáng).  電力系統(tǒng)保護(hù)與控制. 2013(24)
[2]基于WAMS的電力系統(tǒng)功率振蕩分析與振蕩源定位（2）力矩分解法[J]. 李文鋒,李瑩,周孝信,郭劍波,卜廣全,陶向宇,王官宏.  中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2013(25)
[3]基于WAMS的電力系統(tǒng)功率振蕩分析與振蕩源定位（1）割集能量法[J]. 李文鋒,郭劍波,李瑩,周孝信,陳磊,卜廣全,王娜娜,劉滌塵.  中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2013(25)
[4]基于起振段波形在線判別電力系統(tǒng)功率振蕩性質(zhì)[J]. 李瑩,賈文雙,李文鋒,劉增煌,陶向宇,王官宏.  中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2013(25)
[5]基于WAMS的負(fù)阻尼低頻振蕩與強(qiáng)迫功率振蕩的特征判別[J]. 楊東俊,丁堅(jiān)勇,邵漢橋,許漢平,黃家祺.  電力系統(tǒng)自動(dòng)化. 2013(13)
[6]基于能量結(jié)構(gòu)的電力系統(tǒng)振蕩分析方法[J]. 李穎,沈沉,劉鋒.  電力系統(tǒng)自動(dòng)化. 2013(13)
[7]基于四階混合平均累計(jì)量的矩陣束算法在低頻振蕩在線辨識(shí)中的應(yīng)用[J]. 胡楠,李興源,李寬,穆子龍,朱瑞可.  中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2013(07)
[8]基于割集能量及靈敏度的強(qiáng)迫功率振蕩擾動(dòng)源識(shí)別[J]. 王娜娜,廖清芬,唐飛,李文鋒.  電力自動(dòng)化設(shè)備. 2013(01)
[9]基于Hamilton實(shí)現(xiàn)的電力系統(tǒng)振蕩源設(shè)備級(jí)定位[J]. 李穎,沈沉,劉鋒.  電力系統(tǒng)自動(dòng)化. 2012(23)
[10]電力系統(tǒng)強(qiáng)迫功率振蕩的等效電路定位分析法[J]. 楊毅強(qiáng),劉天琪,李興源,胡楠,史華勃.  電網(wǎng)技術(shù). 2012(11)

博士論文
[1]電力系統(tǒng)低頻振蕩的開環(huán)模式諧振機(jī)理及風(fēng)電并網(wǎng)影響[D]. 畢經(jīng)天.華北電力大學(xué)(北京) 2018
[2]電力系統(tǒng)低頻振蕩狀態(tài)監(jiān)視與分析方法研究[D]. 趙妍.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2016
[3]汽輪機(jī)側(cè)抑制電力系統(tǒng)低頻振蕩的技術(shù)研究[D]. 李陽海.華中科技大學(xué) 2016
[4]電力系統(tǒng)低頻振蕩的分析和控制[D]. 吳復(fù)霞.浙江大學(xué) 2007



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