基于廣域測(cè)量系統(tǒng)的電力系統(tǒng)低頻振蕩模態(tài)分析研究.pdf

1、近年來，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，互聯(lián)電網(wǎng)的規(guī)模變得越來越大，大區(qū)電網(wǎng)的互聯(lián)在提高電力系統(tǒng)運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性的同時(shí)使整個(gè)互聯(lián)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性變得更為復(fù)雜，用電負(fù)荷的不斷增加也給電力傳輸帶來前所未有的挑戰(zhàn)。在此電力行業(yè)發(fā)展背景下，作為電力系統(tǒng)穩(wěn)定與控制理論研究中熱點(diǎn)問題之一的電力系統(tǒng)低頻振蕩就越發(fā)顯得重要。電力系統(tǒng)低頻振蕩的出現(xiàn)會(huì)限制區(qū)域電網(wǎng)間的功率支援和電量交換，在嚴(yán)重情況下甚至?xí)斐上到y(tǒng)解列、大面積停電等事故。
　　 由于電力系統(tǒng)低頻振蕩

2、問題的重要性，因此學(xué)術(shù)界和工業(yè)界對(duì)它給予了很多的關(guān)注，出現(xiàn)了眾多的不同方法對(duì)其進(jìn)行研究分析。按照低頻振蕩分析數(shù)據(jù)源的不同可將低頻振蕩的分析方法劃分為基于模型數(shù)據(jù)的分析方法和基于量測(cè)數(shù)據(jù)的分析方法等兩類。第一種方法需要建立電力系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型并在確定的運(yùn)行方式下進(jìn)行分析，這在大電網(wǎng)互聯(lián)的形勢(shì)下由于電網(wǎng)復(fù)雜、運(yùn)行狀況不確定性增強(qiáng)而變得困難。實(shí)際上，發(fā)生低頻振蕩時(shí)電力系統(tǒng)的運(yùn)行變量直接包含著振蕩信息，因此第二種方法即利用實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析的方法目

3、前得到了廣泛的應(yīng)用。
　　 廣域測(cè)量系統(tǒng)（Wide Area Measurement System，WAMS）由相量測(cè)量單元（Phasor Measurement Unit，PMU）同步采集廣域電網(wǎng)的實(shí)時(shí)運(yùn)行參數(shù)，借助高速通信網(wǎng)絡(luò)傳輸至數(shù)據(jù)處理中心站，得到同一時(shí)間坐標(biāo)下電網(wǎng)全局的動(dòng)態(tài)信息。電力廣域頻率監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)（Wide Area Frequency Monitoring Network，F(xiàn)NET）是一種使用配電網(wǎng)電力插座作為驅(qū)動(dòng)

4、源和測(cè)量源的新型廣域測(cè)量系統(tǒng)，具有低成本、易安裝、高精度等優(yōu)點(diǎn)，目前已經(jīng)在北美電網(wǎng)得到廣泛的部署。
　　 在使用FNET實(shí)際測(cè)量數(shù)據(jù)對(duì)美國(guó)東部互聯(lián)電網(wǎng)低頻振蕩進(jìn)行模態(tài)分析時(shí)，出現(xiàn)了一系列影響算法分析性能與結(jié)果的問題，包括：考慮系統(tǒng)非線性條件下的輸入信號(hào)的合適數(shù)據(jù)段選取、輸入信號(hào)的采樣頻率選擇、輸入信號(hào)的時(shí)間長(zhǎng)度設(shè)置、不同信號(hào)信噪比的多輸入信號(hào)對(duì)多信號(hào)算法的影響、算法本身對(duì)于輸入信號(hào)在不同信噪比條件下的參數(shù)設(shè)置等。本文即是從這些實(shí)

5、際問題出發(fā)，進(jìn)行了一系列的理論研究和創(chuàng)新，從而改進(jìn)算法、給出算法的參數(shù)設(shè)置指導(dǎo)、給出算法應(yīng)用指導(dǎo)、給出了輸入信號(hào)參數(shù)設(shè)置的最優(yōu)范圍、采用時(shí)頻分析技術(shù)選取合適數(shù)據(jù)段、多輸入信號(hào)條件下的篩選方法以及由以上功能模塊所組成的總體方案。仿真和實(shí)際案例分析結(jié)果表明，改進(jìn)后的用于實(shí)際廣域測(cè)量系統(tǒng)低頻振蕩模態(tài)分析的總體方案要明顯優(yōu)于現(xiàn)有的方法，因此本文的研究工作具有一定的理論價(jià)值和較高的實(shí)際意義。最后，基于本文提出的總體方案對(duì)2009年至2010年美國(guó)