一、关于电力系统稳定(Ⅰ)(论文文献综述)
陈民权[1](2021)在《基于分解聚合的电力系统大干扰稳定性分析》文中认为现代电力系统是一个高维数、强耦合的非线性系统,具有复杂多样的动力学特性。在遭受大干扰后,电力系统中的动态元件将按照自身的动态规律变化,造成各元件电压、电流和功率的改变,综合导致电力系统电压、频率和潮流发生偏移。一旦这些大干扰令电力系统失去稳定运行能力,使其无法保持电力生产和消耗的动态平衡,就可能造成大面积停电,带来重大经济损失。在经历大干扰后,电力系统结构或参数会发生大的改变,线性化模型将不再适用于系统动态特性的刻画,线性分析方法随之失效。因此,必须把握非线性作用规律,利用非线性分析方法寻找系统动态响应特征以及稳定域信息。针对电力系统大干扰稳定性的内在机理与变化趋势解读,大量基于数值分析方法、控制系统理论和非线性系统理论的研究和开发工作正逐步进行,致力于作出更透彻的机理解释,发展更合适的分析方法。尽管这个探索过程是艰难的,但一直没有停止过。为此,本文基于分解聚合思路开展电力系统大干扰暂态响应与稳定性研究。具体地,根据数学模型的结构特征与符号特征,将分析对象逐层分解:电力系统→功角子系统+电压子系统,电压子系统→动态系统部分+负反馈部分;应用合适的非线性分析方法对各部分的大干扰暂态响应进行分析,然后将各部分的稳定特性逐层聚合,从而探究互联电力系统大干扰稳定性的内在机理。此外,关注暂态响应中的输入-输出动态关系,通过聚合多方面的稳定指标,发展出一种系统性、可视化的大干扰稳定性变化趋势分析方法。本文的主要工作和创新成果如下:1)论证了交流电力系统在大干扰机电暂态过程中存在混合单调性。针对三类不同详细程度的同步发电机模型,推导出对应雅可比矩阵元素的解析表达式或数值计算流程,从而观察动态雅可比矩阵的特征。通过详细论证大干扰机电暂态过程中动态雅可比矩阵具有不变的符号特征,指出交流电力系统符合混合单调系统的要求,在经历大干扰后的暂态响应具有混合单调性。进一步,借助雅可比矩阵各元素呈现出的定号特征,分析了机电暂态过程中状态量之间固定的相互作用关系,讨论了同步发电机主导下电力系统的功角同步机制与电压调节机制。2)研究了计及励磁电压调节器的电力系统电压动态响应特性与稳定机理。首先,将电压动态响应模型分解为单调动态部分与负反馈部分,阐明在电力系统电压调节过程中数学模型的结构特征。然后,借助混合单调分解在负反馈通道上交换信息,聚合构造出增广单调系统,利用其保序时域解响应开展了电压响应的双边估计,并分析了状态初值不确定性与控制参数不确定性对电压响应的影响。此外,结合增广系统解响应有界充分条件与单调负反馈互联系统渐近收敛充分条件,讨论了励磁调节器增益系数、时间常数、限幅环节对电压稳定性的影响趋势,并获得了一种稳定域估计结果,可用于判断大干扰电压响应能否渐近稳定,有助于理解电压动态的鲁棒行为。3)研究了功角-电压动态交互规律,并分析了功角-电压闭环系统的大干扰稳定性。首先,提出“功角子系统+电压子系统”的分解模式,从子系统交互视角观察电力系统的暂态过程。在功角子系统的开环稳定特性上,应用耦合振子同步理论指出功角动态具有内在的同步性。之后,借助局部输入-状态稳定性概念与相应的属性值估算方法,对两个子系统的开环稳定特性进行定量的补充描述,量化了内部和外部不确定性对系统状态的影响。最后,结合互联系统小增益定理,聚合子系统的开环稳定特性,分析了功角-电压动态交互规律,能够对不同初值条件的闭环系统稳定性进行判定,并估算出初值扰动量与励磁电压调节器增益系数的上限值。4)研究了电力系统输入-输出动态关系,并分析了参数变化对大干扰稳定性的影响。应用“输入-输出单调”新方法,针对电力系统在切除负荷后出现的节点电压单调保序现象进行了数学机理分析,从理论层面明确了减载量对系统状态以及节点电压幅值的影响。此外,提出“数值逼近+值集分析”新方法,针对多输入-多输出情况下电力系统大干扰稳定性开展了快速有效分析。该方法先采用多项式或有理分式下的非侵入数值逼近方法,使用少量样本数据求得全区间输入-输出关系式;然后运用值集分析方法联立稳定指标,聚合多个输入-输出关系式,将高维的多参数作用趋势映射到二维的复平面上进行观察。所生成的可视化结果,直观地展示了不同参数组合的系统状态结果,有助于指导多参数多目标协同优化,提高电力系统大干扰稳定性。
刘源[2](2021)在《基于电力系统规划的区域能—水—排锅合模型研究》文中指出区域电力系统的低碳化、清洁化及高效化改造是我国在保障电力供应安全的前提下,实现“3060”减排目标的重要途径。火力发电作为我国占比最高的发电形式,其主要分布于中西部省份。虽然这些省份有充足的煤炭资源,但水资源相对匮乏,碳减排及大气污染物的减排任务重、难度大等伴生问题突出。由于这些省份普遍承担着西电东送的重要任务,因而也更加剧了这些地区电力系统的能、水、排矛盾。如何在新时期,新背景下实现碳减排任务的同时,有效的实现供能结构优化,发电水耗节约,即实现区域电力系统能-水-排协同优化具有重要的理论及现实意义。基于我国北方区域电力系统的现状,本文以层次模型为基础模型框架,以选定的4个典型的北方区域为研究案例,通过多模型组合及不同的情景设置,来研究不同环境约束下这些区域的电源结构优化调整方案,以实现区域电力系统能-水-排关系的协同优化。本论文的主要研究内容如下:(1)对现阶段能源系统中的耦合理论及能源系统中的能-水-排耦合研究进行了系统的调研和梳理,并对区域电力系统的研究范围进行了界定。首先,本文梳理了国内外能源系统在能、水及排放三要素耦合方面的研究现状,研究进展,并总结了研究过程中尚存的问题;同时,结合我国电力系统现阶段的发展情况和未来的发展趋势,论证了在我国开展区域电力系统能-水-排耦合优化的必要性及可行性。其次,系统梳理了层次模型理论框架,并论证了采用层次模型实施能-水-排耦合优化的可行性及有效性。最后,论文归纳了在开展区域电力系统能-水-排耦合优化的过程中,可能存在的不确定性类型及其对优化过程造成的潜在影响,并梳理了潜在的不确定性控制方法及策略。(2)基于多重预测手段进行电力需求量、随机机组出力及其利用小时数的预测仿真。在开展区域电力系统能-水-排耦合研究的过程中,由于各预测项是影响电源结构的先导因素,同时也是实现系统能-水-排耦合优化的潜在前置条件,因而提高对区域电力系统中长期电力需求、随机机组出力及其利用小时数的预测精度将直接影响到优化结果的可靠性。本文综合应用包括传统复合预测模型、蒙特卡洛随机模拟、支持向量机(SVM)及随机森林(RF)等预测手段,结合不同的预测场景,对系统中的各项参数进行预测,并通过不同方法之间的比选,有效的提升各预测项的预测精度,从而为能-水-排整体优化精度的改善创造了良好的条件。(3)构建了基于混合整数双层规划模型为基础框架的能-水-排耦合优化模型。针对传统的单目标或多目标模型在优化建模过程中存在的问题,例如单目标模型难以对多要素问题的协同优化关系进行有效的反映,多目标优化模型难以对不同要素间的主、次关系进行有效刻画等问题,本文采用混合整数双层规划模型为基础模型框架,将不同的耦合要素,包括电源结构调整策略,发电水资源消耗优选策略及碳排放和大气污染物减排策略同时纳入到优化框架中,通过将不同优化要素设置于不同的目标层,来实现不同目标的主次优化顺序,进而结合不同优化目标的优先级次序,得到相应的优化结果;通过对不同目标层进行调整,来对比分析不同优化要素处于不同优化层次时的结果差异。通过模糊满意度算法,有效的量化不同目标优先级条件下系统整体的满意度水平,从而得到优化的可行解。本文基于河北、内蒙及山西三个能、水、排矛盾突出的主要北方区域进行双层优化建模。首先基于电厂级优化尺度,以河北省15座现役大型火力发电场为研究案例,研究其低碳化改造方案,并寻找能-水-排协同优化路径;其次,将电厂级优化扩展至区域级优化,基于内蒙古的优势新能源资源禀赋,寻找碳达峰约束条件下,实现内蒙古新能源最大消纳目标下的低碳化电源结构调整路径,并兼顾能-水-排协同最优;最后,结合山西省电源结构清洁化调整方案,充分考虑其电源结构清洁化调整过程中的不确定性因素,从而实现不确定性条件下的能-水-排协同优化目标。(4)构建了兼顾跨区域输电过程中虚实物质核算的区域能-水-排耦合多层优化模型。在双层能-水-排耦合优化模型的框架基础上,本文将其进一步扩展,通过将下层目标进行分解,得到了以上层目标为主导层的多层优化模型,该模型可将能-水-排耦合研究过程中的所有研究要素均以目标函数的形式进行表示。在模型构建的过程中,通过引入重要性分析理论及改进的重力模型,可以有效的对跨区域电力输送过程中源于不同供电区域的虚拟水资源及大气排放进行定量测算和来源区分,从而为进一步界定跨区域电力输送过程中的排污责任提供可行的政策支撑。此外,通过机会约束规划方法的引入,该模型也重点关注了研究区域的供电安全问题,并给出了不同供电安全水平下的电源结构优化调整方案。(5)基于多重不确定性控制方法的多风险控制策略。在能-水-排耦合研究国过程中,存在着多种不确定性因素,如电力需求不确定性,风、光出力不确定性,不同机组利用小时数不确定性及环境政策不确定性等。这些不确定性最终会导致模型输入参数的不确定性,进而对能-水-排耦合优化结果产生影响。本文通过将层次模型与区间参数规划方法,两阶段随机优化方法,机会约束规划等不确定性方法的结合,进一步有效的实现对系统优化过程中不确定性因素的量化与控制,从而最大限度的实现对多要素耦合优化建模过程中的不确定性控制。
王定胜[3](2021)在《电力系统分岔混沌分析与控制研究》文中指出人类社会的发展离不开电气化的进程,而这其中最直接的动力来源是以电力系统为主体构成的电网系统所发出的电能。随着科技进步和人民生活的不断提高,对于电能的需求日益增大,使得电网规模呈爆发式增长,但快速发展的同时也给电网带来不确定的安全隐患。维持电网输出稳定可靠的电能成为了现代电力技术的重要研究方向。衡量电能质量的指标有:电压、频率和谐波。其中,电压是影响人类社会生产生活最直接的因素,电压稳定是衡量现代电力系统安全的关键技术指标之一。作为非线性系统理论的重要分支——分岔与混沌理论,已经广泛应用于各类工程中,并在许多领域取得了大量的研究成果,基于分岔与混沌理论研究电力系统电压稳定性已然成为一种可能。分岔是由于系统受到外部扰动或自身参数变化而引起的行为质变,造成电力系统的电压振荡和崩溃,在特定情况下产生混沌现象。为了保证电力系统的稳定运行,则需要消除可能产生的分岔现象以及后续的低频振荡、电压崩溃等破坏行为的发生。因此,从分岔与混沌的角度,分析研究电力系统电压失稳现象,并设计相应的控制器,对电力系统的稳定运行具有重要的意义。本文基于分岔与混沌理论,对电力系统分岔发生和混沌产生的条件以及处于混沌状态下电压特性进行分析研究。在此基础上,以实现电力系统电压稳定为目标设计控制器。主要工作内容包括以下几个部分:首先,考虑电力系统运行中不确定因素和动态参数影响,分为外部扰动和自身参数变化两种情况,分别建立相应的整数阶数学模型。在分析参数变化对系统稳定性的影响时,从多个不同负荷角度来分析电压失稳条件,通过搜索电压平衡边界曲线,判断系统是否产生分岔行为。利用MATLAB仿真平台绘制系统分岔图、时序图、吸引子相图等集中展现系统随外部扰动或内部参数的变化引起的从稳定运行到失稳的过程。其次,重点研究整数四阶电力系统电压稳定控制算法,先是设计经典状态反馈控制器,表明系统的可控性。然后,以提高控制响应速度和精度为目标,综合考虑外部扰动和自身参数变化对系统稳定性的影响,采用基于浸入与不变原理,结合滑模自适应控制算法,设计了非线性控制器,并通过实验验证了控制器的有效性,达到预期效果。最后,结合分数阶微积分理论,建立分数阶电力系统数学模型,通过动力学行为分析,发现分数阶次的变化会对系统电压稳定性产生影响。为维持分数阶电力系统的稳定运行,采用分数阶滑模控制算法设计控制器。理论分析和仿真结果表明,所采用的控制算法可以达到电力系统混沌抑制效果,使系统保持稳定运行状态,证明此方法的有效性。
夏冰清[4](2021)在《基于多项式逼近的电力系统参数化暂态及中长期稳定性分析及控制》文中指出电力系统的安全稳定运行是向用户持续可靠供电的前提,随着区域间电网互联以及远距离大容量输电系统的大量建成,特高压交直流输电系统输送功率的持续增加、风电/光伏等可再生能源的快速发展等因素的影响,电力系统安全稳定将面临更严峻的考验,电力系统稳定性分析与控制方面的研究也得到了广泛关注。本文的研究重点为基于多项式逼近方法的参数化的暂态和中长期稳定性分析及控制问题,即将诸如上述影响电力系统运行状态和稳定性能的物理因素视为数学模型中的可变参数,针对暂态和中长期稳定分析及控制问题构造相应的参数化数学模型,然后基于多项式逼近方法思想,显式刻画可变参数与动态过程中的系统变量以及最优控制方案之间的定量关系,借以提高复杂、多变和不确定运行环境下的电力系统的暂态及中长期稳定性。主要工作包括:(1)针对暂态稳定性分析中的参数化问题,提出了基于多项式逼近方法的参数化暂态稳定轨迹近似方法。所提方法采用一系列参数的多项式与系数组合构成的多项式逼近式来近似表示系统变量,从而建立可变参数与动态轨迹之间的关系。所提出的方法相较于现有轨迹灵敏度方法,在参数变化大、系统非线性强的情况下大幅提高了精度,且在可变参数的变化范围内具有全局可控的精度特性。(2)针对暂态稳定性控制中的参数化问题,提出了一种新型的参数化暂态稳定性约束的最优潮流(transient stability constrained optimal power flow,TSCOPF)模型,其目标为求解TSCOPF的解与可变参数的定量关系。为了求解参数化TSCOPF,提出了一种基于配点法的参数化优化模型求解方法,通过可变参数的多项式表达式来逼近参数化TSCOPF的最优解,通过代入可变参数的值即可获得同时考虑暂态稳定性和经济性的最优预防控制方案,所得结果克服了现有方法的保守性。(3)针对电力系统中长期电压稳定分析中的参数化问题,提出了一种基于准稳态模型的中长期稳定轨迹的多项式逼近方法,旨在利用所得的多项式逼近式更准确地分析系统参数变化对中长期电压稳定性的影响。该方法使用伽辽金法将电力系统中长期过程中的连续动态和离散动态分开考虑,构造出能够显式地描述系统变量与参数之间定量关系的多项式逼近式。与传统的线性化轨迹灵敏度方法相比,所提方法可以描述中长期过程的连续、离散动态混合的非线性特征,逼近精度有大幅提升,可为中长期稳定性评估与控制提供有价值的信息。(4)为了提高与电力系统中慢动态元件和保护装置动态有关的的中长期电压稳定性,针对电力系统中长期稳定控制中的参数化问题,提出了一种基于多项式逼近方法的模型预测控制(model preventive control,MPC)方案。将基于伽辽金法获得的多项式逼近函数作为预测模型,预测MPC中不同控制参数值下的未来动态轨迹,然后将求解MPC所得的校正控制方案应用于电力系统,提高了中长期电压稳定性。由于高阶的多项式函数可以体现电力系统中长期过程的非线性特性,因此所提出的方法的优点是预测精度比较高,从而提高了MPC的控制效率。
崔雨佳[5](2021)在《基于逆凸组合不等式的时滞电力系统稳定性分析与控制》文中研究表明随着科技的发展,电力系统已成为社会生活的重要保障。倘若电力系统的稳定性遭到破坏,电网无法正常供电或电力系统瓦解,可能导致国民经济受损甚至人员伤亡,因此保持电力系统运行的稳定性尤为重要。电力系统稳定性受到诸多因素的影响,其中之一就是时滞。学者们研究的热点在于如何提高时滞稳定裕度,获得保守性较低的时滞稳定判据,同时对时滞电力系统提供鲁棒稳定控制器设计。本文主要研究内容如下:选取针对Bessel-Legendre不等式增广的Lyapunov-Krasovskii泛函,采用基于Bessel-Legendre不等式改进的逆凸组合不等式对泛函导数项中包含的二次积分项进行处理,获得时滞稳定判据。同原有的逆凸组合不等式方法相比,改进的逆凸组合不等式方法用较少的松弛矩阵变量提供更高的时滞上限。进一步将该稳定判据应用于典型二阶时滞电力系统、单机无穷大时滞电力系统和双区域四机时滞电力系统的稳定性分析,获得较高的时滞上限,降低了时滞稳定判据的保守性,并通过仿真和数据对比证明其有效性和实用性。结合逆凸组合不等式方法和自由权矩阵方法进行状态反馈控制器设计。先通过基于PI负荷频率控制系统的稳定性分析验证改进的自由权矩阵方法的有效性。在改进的逆凸组合不等式方法基础上引入自由权矩阵项,对Lyapunov-Krasovskii泛函的导数项进行推导,获取新的稳定判据。在此基础上设计状态反馈控制器,并用调整参数法处理控制器产生的非线性项,分别建立无记忆反馈控制器和有记忆反馈控制器模型及其对应的稳定判据。将控制器应用在典型二阶时滞电力系统和单机无穷大时滞电力系统中,获得控制器反馈增益取值,提高了时滞电力系统的稳定裕度,通过仿真结果和文献对比证明该控制器设计的有效性和实用性。
张天[6](2021)在《几类线性系统的稳定性分析及其在电力系统中的应用》文中研究指明稳定性是系统的一个非常重要的特征,对大部分的系统来说,稳定是保证系统能平稳运行的前提。而线性系统是现代控制理论内非常基础却非常重要的一类动力学系统,其理论基础在实际的工程应用中起着重要作用,大部分工业中的系统,都能用线性系统模型来描述。在电力系统中,普遍存在着影响系统稳定运行的因素,例如分析系统稳定性时建模引入参数不够精确、在网络信号传输中不可避免的时滞现象以及系统自身的扰动。由于电力市场也是属于电力系统的一个关键部分,其事关电力系统的电力供需,所以研究其稳定性不仅有效的调节电力资源的分配,还有效的保证了整个电力交易的稳定。本文将几类线性系统的稳定性分析方法结合应用在电力系统的稳定性分析上。电力模型中考虑了系统时滞以及扰动等因素,利用线性系统理论、Lyapunov稳定性理论以及网络化电力系统分析等知识,结合时滞切割,泛函增广,不同的积分不等式等方法。分别分析了基于采样控制系统的电力市场模型、线性时变时滞系统以及具有不确定参数的线性时变时滞系统,并将其应用在单机无穷大系统以及考虑时滞的单区域LFC(负荷频率控制)电力系统。主要包括以下工作:(1)在Alvarado、Nutaro电力市场动态模型的基础上,建立一个基于采样控制系统的电力市场模型,该模型考虑市场的供应、市场消费以及电能供需不平衡与市场价格的响应等特性,通过应用一种新的双边闭环Lyapunov泛函,并结合修改版自由权矩阵积分不等式处理泛函导数中的积分项,导出其稳定判据,并提供四个经典数值算例去分析和验证了该处理方法在减少保守性方面的优越性。最后将该方法应用在基于采样控制系统电力市场模型上,求得保持电力市场稳定可接受价格信号。(2)介绍了一类线性时变时滞系统,并在已有泛函的基础上进行拓展,通过在泛函中增加时滞状态信息等相关项以及采用自由变量较少Bessel-Legendre不等式处理对LK泛函求导之后的二次积分项,推导出系统的稳定性准则,紧接着将考虑时滞的单区域LFC电力系统模型转化为一个含有时变时滞线性系统模型,并将稳定判据应用在此模型上,通过Matlab平台求出在三种不同类型的时滞下,不同PI控制增益(Kp、KI)下的LFC电力系统时滞最大上界,最后与以往文献的方法进行对比,本文方法得出的计算结果有较低的保守性。(3)考虑到在实际对象中有着各式各样的影响因素,时滞系统的理想状态是不可能达成的,故研究含不确定参数的线性时变时滞系统,通过对前面提出的LK泛函进行适当变形以及应用BL不等式进行估计,并结合自由权矩阵的方法,推导出系统含不确定参数的稳定性准则。并将其应用在单机无穷大系统模型上,求解出系统中存在不确定性的情况下的稳定裕度并与以往文献进行对比,保守性降低。最后通过Matlab中的Simulink平台建模仿真验证本文所提出方法的优越性以及有效性。
颜融[7](2021)在《基于数据驱动的电力系统暂态稳定评估》文中指出随着近年来新能源发电、智能数字电网、特高压输电互联等新兴技术的高速发展,电力系统面临着全网耦合性强、源荷随机性大以及动态复杂性高等挑战,这对电力系统安全稳定运行带来了较大影响。本文借助于以人工智能为代表的数据驱动等使能技术,针对电力系统暂态稳定评估问题展开了深入的研究工作,旨在提高暂态稳定评估模型精度和计算效率。主要研究工作总结如下:首先,本文提出了暂态稳定快速批量评估算法框架,通过构建的级联式卷积神经网络为待评估样本自适应选择仿真时间窗口,在保证评估结论准确的前提下尽早终止时域仿真,以减轻批量评估任务的整体计算负担。该算法从已有稳定性结论的样本中“学习”,并基于所设计的反馈学习机制不断针对模型进行自适应更新,以进一步提升模型针对不同运行方式的泛化能力。此外,本文进一步设计了基于信息熵的优先评估策略,在分析待评估样本所含信息量的基础上,动态调度评估任务队列,以加速模型性能提升。该算法在保证评估结论准确的前提下降低了批量评估计算负担,使得在有限时间内获取足够用于在线评估模型构建的暂态稳定样本成为可能。其次,为了应对配电网络日益广泛接入的分布式电源等新型设备对输电网络稳态及暂态特性之影响,弥补传统负荷模型的不足,实现输配电系统联合分析等目的,本文进一步提出了基于不对称图学习的生成对抗网络模型,该模型可借助少量真实配网数据,在不泄露关键信息的前提下捕获真实配电网络的拓扑和电气特性,进而生成三相不对称配电网络。此外,所提出的方法还可以有效地生成时序负荷数据并合理配置各类电网元件,使得生成的配电网络兼具真实性与实用性。再次,为了满足在线稳定评估实时获取系统故障信息的需求,本文提出了混联输电线路单端故障定位算法,构建了“云端滚动训练,边缘实时推断”的电力系统嵌入式人工智能应用范式。该范式将云端训练或更新的故障定位深度学习模型分布式的部署于数据侧嵌入式人工智能模块中,借助本地电压和电流等高密度流式数据进行故障定位。该框架有效解决了因量测数据高采样率特性而导致的定位时延高等问题,可满足后续在线稳定评估与监测任务的应用需求。本文最后提出了基于数据驱动的暂态稳定边界生成与在线稳定评估算法框架。借助于所构建的暂态稳定指标及其伴随灵敏度,加速了关键暂态稳定样本(重)采样进程,以在稳定边界附近的高信息熵区域加速生成足够的关键暂态样本,为生成稳定边界提供了数据基础。此外,为解决稳定边界构建问题所面临的“维数灾”、“组合爆炸”等挑战,本文提出了关键运行及扰动场景筛选机制,进一步减少了电力系统边界生成任务的搜索空间与计算规模。借助该算法框架,稳定边界可根据系统当前及预测运行点在线自适应更新,进而由此构建出一套暂态稳定在线评估与监测框架。
杜鸣[8](2021)在《火电机组灵活运行下的负荷频率控制优化研究》文中指出随着我国能源转型的不断深入,新能源正在向主体能源进行过渡,开展高比例新能源电力系统中的稳定性研究成为了当前的研究热点。由于目前我国的电力系统不具备足够的灵活性,导致了严重的弃风、弃光现象。为提升电力系统灵活性,促进新能源消纳,大部分火电机组积极参与灵活性改造。灵活性改造后,火电机组在不同工况下运行具有不同的有功功率调节特性,大范围下的火电机组灵活运行将会造成系统内有功功率调节特性的变化。本论文关注电力系统频率稳定性方面,在能源转型和灵活性改造的背景下,将全面分析火电机组灵活性改造对机组本身和电力系统频率调节能力造成的影响。所以,本文将从以下几个方面开展研究工作:(1)基于机理分析,本文推导了汽轮机及其调速系统模型各参数的计算方法。利用历史运行数据,建立了汽轮机及其调速系统在灵活性改造之后多个工况下的线性模型。然后对不同模型施加阶跃信号,仿真结果显示汽轮机及其调速系统的响应速率随着负荷的降低而下降。该现象表明低负荷下机组的调频能力减弱。(2)根据一次调频响应过程的一般形式,本文确定了锅炉蓄热充分且安全的极限利用形式,并提出了一种一次调频综合评估方法。然后针对评估方法中的每一个参数设计了求解算法,并利用示范机组的历史运行数据对全工况下的一次调频极限响应过程进行了定量描述,根据该结果进一步计算了全工况下的调差系数。结果显示,随着机组负荷的下降,锅炉释放的总热量逐渐减少,而受到低流量、低流速的烟气等的影响,一次调频过程需要支撑的时间却相应增加。总体来说,机组一次调频响应性能随机组负荷的下降而降低,调差系数同样随着机组运行工况的下降而减小。(3)综合考虑一次、二次调节的调节作用,本文首先分析了灵活运行火电机组对频差信号的响应能力。单台机组运行场景中,机组侧对负荷扰动的抑制能力随着机组运行工况点的下降而降低。然而多机组运行时存在机组组合的问题,必须具体问题具体分析,难以得到普适性的结论。因此,本文考虑了电源侧两种典型的运行方式,在负荷频率控制的框架下完成了简单电力系统建模。仿真结果显示,无论火电机组采用深度运行或者启停运行方式,随着风电渗透率的增加,系统对负荷扰动的调节能力都呈下降趋势,但是深度运行方式能够保留系统转动惯量,进而保留系统的抗负荷扰动能力。(4)火电灵活性的开展加大了系统内多机协调问题的复杂度,本文提出了一种基于功率因子动态轨迹规划的优化控制策略。首先,本文将LFC频率调节区中的各机组功率分配因子设置成自由状态,并借由无人机动态轨迹优化的思想,对功率分配因子在震荡区的动作轨迹进行动态规划,建立了以调节过程经济性和频率调节效果的双优化目标,并结合其余约束条件,将该互补协调问题转化成一个多目标优化问题。以典型三区域九机组系统为算例对本算法进行了仿真,结果显示该算法能够在LFC过程中调用不同机组的不同优势,同时提升调节过程中的频率调节效果和调节经济性。最后通过蒙特卡洛模拟的方法对本算法进行了稳定性的验证。(5)为应对高比例新能源接入下的电力系统频率稳定性恶化问题,针对现代电力系统规模化、复杂化等的特点,本文提出了一种改进型模糊自抗扰控制方法,在改进型自抗扰控制器的基础上添加模糊规则,对自抗扰控制器参数提供了自适应补偿量,该算法能有效提升负荷频率控制效果,基于IEEE9节点模型的仿真结果验证了算法的有效性。
贾祺[9](2021)在《风电场等值建模及并网系统的次同步振荡特性研究》文中指出随着风电并网容量的快速增长,风电场与系统的动态交互引发了多起新型次同步振荡事件,对电力系统安全运行构成严重威胁。风电场并网引起的次同步振荡是“场”、“网”的综合作用,非单机作用简单叠加,准确刻画“场”的作用是分析与抑制次同步振荡的基础。风电场数学建模是通过研究实际场网交互特征和内在规律、建立反映风电场功能作用的数学模型过程。现有风电场等值方法忽略了机组间耦合及电网作用,导致所构建的仿真系统难以准确反映场网交互动态特征。针对风电场传统单机等值模型难以有效保留系统动态特性问题,围绕风电场动态特性分析、风电场等值建模及并网次同步振荡机理等进行了系统深入研究,主要创新性工作如下:(1)风电场图形化建模方法及并网动态特性分析。开发一种风电场图形化建模平台,利用分块建模思路,计及集电网络作用,构建风电场线性化模型。当风电并网容量所占份额达到一定程度时影响不容忽视,重点分析风电场动态特征量随运行工况、控制参数、集电网络、电网强度等因素的变化趋势,揭示弱交流系统条件下风电场的运行工况和控制参数是影响风电场动态特性的关键因素。(2)基于机组运行特性分群聚类的风电场等值方法。风电场呈现“数量多、模型阶数高、运行工况多样”等特点,对风电场进行等值是必然选择。传统单机等值模型忽略了机组间耦合及电网作用,对于运行点影响主导特征值的考虑不足,且缺乏严格的等值理论依据。考虑风电场与电网耦合作用,提出基于机组运行特性聚类的风电场等值建模,结合K-means分群方法,将运行特性相似的机组进行聚类,构建风电场多机等值模型,有效克服单机等值模型无法考虑机组运行特性差异带来的不足。对于同群机组,基于相似变换原理,即相似矩阵具有相同特征值,从数学上证明风电场等值前后主导振荡特性的一致性。(3)计及运行特性差异性的DFIG风电场等值阻抗计算模型。围绕DFIG风电场接入含固定串补系统出现的次同步振荡问题,建立DFIG风电场等值阻抗模型,厘清运行工况、控制参数、谐振频率与负值电阻的关系,揭示系统振荡诱发条件。考虑风电场内运行工况、控制参数差异性,建立计及运行特性差异性的DFIG风电场等值阻抗计算模型,实现对风电场负电阻特性的精准定量分析。(4)一种用于PMSG风电场次同步振荡机理分析的广义复转矩系数法。围绕PMSG风电场接入弱交流系统出现的次同步振荡问题,提出广义复转矩系数法,将互联系统划分为“机械”与“电气”两个子系统,研究子系统间的交互作用。分别构建单机等值PMSG风电场、多机并联等值PMSG风电场阻尼系数的频域与时域计算方法,定量分析运行工况、控制参数、电网强度对阻尼系数的影响,揭示系统负阻尼失稳机理。(5)基于净阻尼分析法和附加励磁信号注入法的识别系统阻尼特性。风电场接入诱发同步发电机组轴系扭振,表现于转子转速振荡,即转速蕴含丰富的机电耦合作用信息。通过在同步发电机组励磁绕组两端施加交流电压信号激发转速振荡,观测风电场接入类型、控制参数、运行工况等因素变化对转速扰动自由响应特性影响,识别风电场对同步发电机组轴系扭振的贡献大小。
杨超然[10](2021)在《新能源电力系统小干扰同步稳定性分析和稳定裕度提升策略研究》文中研究说明随着风电、光伏等新能源在电力系统中的占比逐渐提高,高比例新能源正成为电力系统发展的重要趋势和关键特征。以电力电子为接口的新能源并网设备(后文称之为“变流器”)显着改变了以同步机为主导的电力系统的特性,交流电网逐渐呈现弱电网特征。目前,变流器广泛采用锁相环与交流电网同步连接,当锁相环型变流器接入的电网强度较低时,设备与设备间、设备与网络间呈现强耦合,其相互作用可能导致锁相失败从而发生小干扰同步失稳。对于含高比例新能源装备的电力系统(后文简称为“新能源电力系统”),揭示系统中变流器的小干扰同步机理,厘清多变流器并网系统中设备与电网间的相互作用关系以及提升系统的稳定裕度是提高新能源消纳水平的关键。为此,本文围绕新能源电力系统的小干扰同步稳定性问题,基于广义阻抗和广义短路比的分析方法,分别从揭示变流器并网系统稳定机理、分析和提升大规模新能源并网系统小干扰同步稳定性几方面开展相关研究工作。本文的主要工作和创新成果如下:1)研究了广义阻抗判据及其导出机理对于锁相环主导的变流器并网系统小干扰同步稳定问题的适用性。变流器并网系统的阻抗模型通常是多输入多输出模型,基于广义奈奎斯特判据的分析方法难以解释振荡的物理含义和量化系统的稳定裕度。基于序阻抗判据和广义阻抗判据均可将变流器并网系统转化为单输入单输出系统进行分析,并利用电路谐振解释振荡机理,然而两种方法的适用性尚不清楚。为此,首先从数学上分析了由两种阻抗模型得到单输入单输出系统的原理,从物理上利用原-对偶复电路统一解释了该过程;其次,验证了序阻抗法需要考虑正负序间耦合的必要性,利用对序阻抗矩阵舒尔补的方法可以考虑耦合效应,但分析的传递函数可能存在不稳定极点,导致无法用电路解释振荡机理,而广义阻抗判据一般能避免该问题;最后,从参数不确定性的角度提出传递函数的条件数指标,来刻画不确定性对阻抗判据导出的稳定裕度的影响,用以分析不同阻抗判据的适用性。研究表明,对于锁相环动态主导的小干扰同步稳定问题(如次/超同步振荡),广义阻抗判据具有较好的适用性。2)针对单新能源装备并网系统的小干扰同步稳定问题,基于广义阻抗研究了弱电网下变流器与交流电网间、以及变流器内各控制环间交互作用对系统小干扰稳定性的影响机理。首先,在极坐标下建立了考虑不同外环控制器动态后锁相环型变流器并网系统的阻抗模型,在此基础上推导出广义阻抗判据并得到对应的等效单输入单输出系统;其次,证明考虑外环影响后广义阻抗判据处理的开环传递函数不存在右半平面极点,利用条件数指标说明广义阻抗判据导出的稳定裕度对参数不确定性的灵敏度较小,从而分析了广义阻抗判据的适用性;最后,基于广义阻抗判据直观揭示了锁相环型变流器并网系统小干扰同步稳定性随电网强度减小而变差的机理,详细分析了锁相环和直流电压环之间的相互作用及无功外环的影响,总结了变流器控制器参数对系统稳定性的影响规律。3)针对多新能源装备并网系统的小干扰同步稳定问题,研究了多机系统稳定裕度量化方法和主导稳定性的关键设备识别方法。首先,采用阻抗法建立了多锁相环型变流器接入的电力系统的闭环模型;其次,针对变流器动态相似的同构多机系统,利用矩阵理论将多机系统解耦成多个单变流器并网子系统,证明了解耦前后系统小干扰稳定性的等价性,将基于广义阻抗的分析方法和参数影响规律推广了到多机系统中;进一步,基于广义短路比实现多机系统的稳定裕度刻画和主导稳定性的关键设备识别。对于变流器动态迥异的多机系统(即异构系统),证明了基于广义短路比同样可以量化其稳定裕度;此外,利用极坐标下变流器和网络导纳矩阵与无源网络端口导纳矩阵形式相同的特殊结构,将异构多机系统等效为由广义阻抗构成的复电路,从而将多机系统的振荡问题转化为复电路的谐振问题,并通过复电路中广义导纳的模态功率识别了导致系统失稳的关键设备。4)针对新能源电力系统小干扰同步稳定裕度提升问题,提出了配置组网型变流器来提高系统稳定裕度的方法。首先,构建了含锁相环型变流器和组网型变流器的多机系统闭环互联模型;其次,利用矩阵摄动理论证明了配置组网型变流器等价于提高了系统(以广义短路比表征)的电网强度,从而提高了系统的小干扰同步稳定性;最后,根据组网型变流器对系统小干扰同步稳定性的影响机理,将新能源并网系统的稳定裕度提升问题转化为增大网络加权拉普拉斯矩阵最小特征值(即广义短路比)的优化问题,研究了组网型变流器的最优选址问题。本研究为协调锁相环型变流器和组网型变流器在未来电力系统中的位置奠定了基础。
二、关于电力系统稳定(Ⅰ)(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、关于电力系统稳定(Ⅰ)(论文提纲范文)
(1)基于分解聚合的电力系统大干扰稳定性分析(论文提纲范文)
致谢 |
摘要 |
Abstract |
1 绪论 |
1.1 课题背景及研究意义 |
1.2 电力系统大干扰稳定分析方法概述 |
1.2.1 逐步积分法 |
1.2.2 渐进展开法 |
1.2.3 数值逼近法 |
1.2.4 直接法 |
1.2.5 其它方法 |
1.3 本文的主要工作 |
1.3.1 研究问题 |
1.3.2 章节内容 |
1.3.3 框架路线 |
2 大干扰机电暂态的混合单调性分析 |
2.1 引言 |
2.2 单调动态系统与混合单调系统介绍 |
2.2.1 单调动态系统理论 |
2.2.2 混合单调系统理论 |
2.2.3 含外部输入系统的单调性与混合单调性 |
2.3 机电暂态过程动态雅可比矩阵的分析与计算 |
2.3.1 电力系统机电暂态过程数学建模 |
2.3.2 忽略凸极效应时的全阶动态模型与雅可比矩阵 |
2.3.3 考虑凸极效应时的降阶动态模型与雅可比矩阵 |
2.3.4 对应复杂模型动态雅可比矩阵的通用计算方法 |
2.4 基于动态雅可比矩阵符号特征的电力系统混合单调性分析 |
2.4.1 三机九节点系统算例介绍 |
2.4.2 电力系统机电暂态过程的非单调性 |
2.4.3 机电暂态动态雅可比矩阵符号特征 |
2.4.4 电压系统动态雅可比矩阵符号特征 |
2.4.5 五十机系统动态雅可比矩阵符号特征 |
2.5 小结 |
3 基于混合单调系统理论的电压动态分析 |
3.1 引言 |
3.2 增广单调系统的构造和响应分析 |
3.2.1 反馈系统的分解与聚合 |
3.2.2 增广单调系统的聚合构造方法 |
3.2.3 增广单调系统的解响应包络特征 |
3.2.4 增广单调系统的解响应有界性质 |
3.2.5 单调动态聚合系统的渐近稳定性 |
3.3 两节点系统电压稳定性分析 |
3.3.1 数学模型分解与聚合 |
3.3.2 电压稳定范围的估计 |
3.3.3 调节器增益系数的影响 |
3.3.4 调节器时间常数的影响 |
3.3.5 调节器限幅环节的影响 |
3.3.6 平衡点渐近稳定性分析 |
3.4 多机系统电压稳定性分析 |
3.4.1 多机电压动态模型分解与聚合 |
3.4.2 参数变化对电压稳定性的影响 |
3.4.3 考虑转子角变化的稳定性分析 |
3.5 算例分析 |
3.5.1 状态初值不确定性对电压稳定的影响 |
3.5.2 控制参数不确定性对电压稳定的影响 |
3.6 小结 |
4 基于小增益定理的功角-电压互联系统稳定分析 |
4.1 引言 |
4.2 功角-电压子系统的分解-聚合模式 |
4.2.1 数学模型建立与分解-聚合 |
4.2.2 功角子系统稳定特性分析 |
4.3 子系统局部输入-状态稳定性与属性值确定方法 |
4.3.1 局部输入-状态稳定性质 |
4.3.2 基于仿真结果的LISS属性值估算方法 |
4.4 基于互联小增益定理的子系统稳定性质聚合研究 |
4.5 算例分析 |
4.5.1 单机无穷大系统互联稳定性 |
4.5.2 三机九节点系统互联稳定性 |
4.6 小结 |
5 电力系统大干扰输入-输出特性分析 |
5.1 引言 |
5.2 减载后的输入-输出单调现象 |
5.2.1 两节点系统减载后的电压响应情况 |
5.2.2 大型电网减载后的电压响应情况 |
5.3 输入-输出单调关系的机理分析 |
5.4 输入-输出关系的解耦式非侵入逼近 |
5.4.1 数值逼近原理 |
5.4.2 数值逼近效果 |
5.5 输入-输出关系的聚合式可视化表达 |
5.5.1 值集函数和值集图 |
5.5.2 值集顶点分析技术 |
5.5.3 离散值集与趋势箭头 |
5.6 算例分析 |
5.6.1 换相失败预测模块的参数作用 |
5.6.2 多馈入直流中的参数配置问题 |
5.6.3 多结构数值逼近结果 |
5.6.4 多目标值集分析结果 |
5.7 小结 |
6 总结与展望 |
附录 |
参考文献 |
攻读学位期间的科研成果 |
(2)基于电力系统规划的区域能—水—排锅合模型研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 课题背景及意义 |
1.1.1 论文的研究背景 |
1.1.2 研究意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 电力系统的规划范围 |
1.2.2 区域电力系统多要素耦合研究现状 |
1.2.3 电力系统规划中的不确定性研究现状 |
1.2.4 电力需求预测的研究现状 |
1.3 论文主要内容及技术路线 |
1.3.1 论文研究内容 |
1.3.2 主要技术路线 |
1.4 本文主要的创新点 |
第2章 区域电力系统能-水-排耦合理论基础 |
2.1 区域电力系统的界定 |
2.2 理论基础 |
2.2.1 层次模型理论 |
2.2.2 耦合理论 |
2.2.3 不确定性理论 |
2.3 本章小结 |
第3章 基于电厂低碳改造的能-水-排耦合优化模型 |
3.1 模型构建 |
3.1.1 双层优化模型 |
3.1.2 双层混合整数规划模型 |
3.2 情景设置及结果分析 |
3.2.1 研究区域 |
3.2.2 情景设置 |
3.2.3 结果分析 |
3.3 本章小结 |
第4章: 基于省级电源结构低碳化调整的能-水-排耦合优化模型 |
4.1 模型构建 |
4.1.1 PCIO模型 |
4.1.2 不确定性分析 |
4.2 情景设置及结果分析 |
4.2.1 研究区域 |
4.2.2 情景设置 |
4.2.3 结果分析 |
4.3 本章小结 |
第5章:基于多重不确定性及省级电源结构清洁化调整的能-水-排耦合优化模型 |
5.1 模型构建 |
5.1.1 ISMBLP模型 |
5.1.2 电力需求预测 |
5.2 情景设置及结果分析 |
5.2.1 研究区域 |
5.2.2 情景设置 |
5.2.3 结果分析 |
5.3 本章小结 |
第6章 基于虚拟物质核算的区域能-水-排耦合优化模型 |
6.1 模型构建 |
6.1.1 重要性分析 |
6.1.2 SBDP模型 |
6.1.3 重力模型 |
6.2 情景设置及结果分析 |
6.2.1 研究区域概况 |
6.2.2 情景设置 |
6.2.3 结果分析 |
6.3 本章小结 |
第7章 研究成果与结论 |
参考文献 |
攻读博士学位期间发表的论文及其它成果 |
攻读博士学位期间参加的科研工作 |
致谢 |
作者简介 |
(3)电力系统分岔混沌分析与控制研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第1章 绪论 |
1.1 研究背景与意义 |
1.2 国内外研究现状及发展动态 |
1.3 分岔与混沌理论 |
1.3.1 分岔理论 |
1.3.2 混沌理论 |
1.4 本文主要研究内容 |
第2章 整数阶电力系统非线性动力学特性分析 |
2.1 单机无穷大电力系统数学模型 |
2.2 单机无穷大电力系统动力学行为分析 |
2.3 双机三节点电力系统数学模型 |
2.3.1 发电机数学模型 |
2.3.2 动态负荷数学模型 |
2.3.3 电力网络数学模型 |
2.3.4 电力系统数学模型 |
2.4 双机三节点电力系统动力学行为分析 |
2.4.1 无功负荷对电压特性的影响 |
2.4.2 有功负荷对电压特性的影响 |
2.4.3 原始机械负荷对电压特性的影响 |
2.5 小结 |
第3章 分数阶电力系统非线性动力学特性分析 |
3.1 分数阶微积分基本理论 |
3.2 分数阶方程求解算法 |
3.2.1 时频域分析算法 |
3.2.2 预估-校正算法 |
3.3 分数阶非线性系统稳定性理论 |
3.4 分数阶电力系统模型 |
3.5 分数阶电力系统动力学行为分析 |
3.6 小结 |
第4章 整数阶电力系统稳定性控制研究 |
4.1 稳定性基本定义 |
4.2 基于状态反馈的稳定性控制 |
4.2.1 状态反馈控制器设计 |
4.2.2 数值仿真实验 |
4.2.3 结果分析 |
4.3 基于浸入不变原理的稳定性控制 |
4.3.1 浸入与不变理论 |
4.3.2 基于浸入不变原理控制器设计 |
4.3.3 数值仿真实验 |
4.3.4 结果分析 |
4.4 小结 |
第5章 分数阶电力系统稳定性控制研究 |
5.1 分数阶非线性系统控制策略 |
5.1.1 PID控制算法 |
5.1.2 分数阶滑模变结构控制算法 |
5.2 分数阶滑模变结构控制器设计 |
5.3 稳定性证明 |
5.4 数值仿真实验 |
5.5 小结 |
第6章 总结与展望 |
6.1 总结 |
6.2 展望 |
参考文献 |
致谢 |
个人简历、在学期间发表的论文及其科研成果 |
(4)基于多项式逼近的电力系统参数化暂态及中长期稳定性分析及控制(论文提纲范文)
致谢 |
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.1.1 电力系统的暂态及中长期稳定性 |
1.1.2 提高暂态及中长期稳定性的控制 |
1.1.3 参数化的暂态及中长期稳定分析及控制问题 |
1.2 参数化的电力系统暂态及中长期稳定分析与控制问题研究现状 |
1.3 本文主要工作 |
第2章 基于多项式逼近的暂态分析中的参数化问题研究 |
2.1 引言 |
2.2 求解参数化问题的多项式逼近方法概述 |
2.2.1 正交多项式系的概念 |
2.2.2 函数的正交投影及最优逼近 |
2.2.3 多项式逼近方法求解参数化问题的一般过程 |
2.3 电力系统暂态分析中参数化问题的多项式逼近方法 |
2.3.1 参数化的电力系统暂态模型及其多项式表示 |
2.3.2 求解多项式逼近的伽辽金法 |
2.3.3 求解多项式逼近的配点法 |
2.3.4 求解多项式逼近的插值法 |
2.3.5 逼近误差和计算时间的讨论 |
2.4 算例分析 |
2.4.1 3机9节点系统算例 |
2.4.2 IEEE145节点系统算例 |
2.5 本章小结 |
第3章 基于多项式逼近的参数化暂态稳定性约束的最优潮流 |
3.1 引言 |
3.2 参数化TSCOPF的一般模型 |
3.3 基于配点法的暂态安全约束的重新构造 |
3.3.1 暂态稳定轨迹的多项式逼近方法 |
3.3.2 暂态安全约束的重新构造 |
3.4 基于配点法的参数化TSCOPF模型求解方法 |
3.4.1 参数化的Karush-Kuhn-Tucker条件 |
3.4.2 参数化TSCOPF模型的解 |
3.5 算例分析 |
3.5.1 3机9节点系统算例 |
3.5.2 IEEE145节点系统算例 |
3.6 本章小结 |
第4章 基于参数化准稳态模型的中长期电压稳定轨迹的多项式逼近方法 |
4.1 引言 |
4.2 电力系统中长期过程的参数化稳准态建模 |
4.2.1 描述电力系统暂态及中长期过程的参数化全时域仿真模型 |
4.2.2 考虑暂态及中长期过程在时域角度可分性的参数化准稳态模型 |
4.2.3 基于暂态稳定平衡点的电力系统中长期过程 |
4.3 电力系统中长期动态的多项式逼近方法 |
4.3.1 连续中长期动态的多项式逼近 |
4.3.2 离散中长期动态的多项式逼近 |
4.4 Nordic74节点系统算例分析 |
4.4.1 逼近结果准确度比较 |
4.4.2 误差和计算时间比较 |
4.4.3 中长期电压的多项式逼近表达式 |
4.5 本章小结 |
第5章 基于多项式逼近提高中长期电压稳定性的模型预测控制 |
5.1 引言 |
5.2 电力系统中长期过程的参数化准稳态模型 |
5.3 基于多项式逼近方法预测电力系统中长期动态的计算流程 |
5.4 提高中长期电压稳定性的模型预测控制 |
5.5 算例分析 |
5.5.1 3机10节点系统算例 |
5.5.2 新英格兰10机39节点系统算例 |
5.6 本章小结 |
第6章 总结与展望 |
6.1 全文总结 |
6.2 未来工作展望 |
参考文献 |
攻读博士学位期间主要的研究成果 |
(5)基于逆凸组合不等式的时滞电力系统稳定性分析与控制(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第1章 绪论 |
1.1 研究背景及研究意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.3 时滞电力系统稳定性研究方法 |
1.3.1 频域法 |
1.3.2 时域法 |
1.4 本文主要研究内容 |
1.5 符号说明 |
第2章 时域法理论及方法 |
2.1 Lyapunov-Krasovskii泛函 |
2.2 线性矩阵不等式方法 |
2.2.1 线性矩阵不等式问题 |
2.2.2 Schur补引理 |
2.2.3 线性不等式方法应用 |
2.3 不等式改进方法 |
2.3.1 模型变换方法 |
2.3.2 基本不等式的改进 |
2.3.3 广义模型变换方法 |
2.3.4 自由权矩阵方法 |
2.3.5 积分不等式方法 |
2.3.6 逆凸组合不等式 |
2.4 本章小结 |
第3章 时滞电力系统稳定性分析 |
3.1 引言 |
3.2 系统描述 |
3.3 基于逆凸组合不等式的稳定判据 |
3.4 数值算例 |
3.4.1 典型二阶系统 |
3.4.2 单机无穷大系统 |
3.4.3 双区域四机系统 |
3.5 本章小结 |
第4章 时滞电力系统反馈控制 |
4.1 引言 |
4.2 自由权矩阵方法介绍与应用 |
4.2.1 负荷频率控制系统模型 |
4.2.2 基于自由权矩阵的稳定判据 |
4.2.3 数值算例 |
4.3 系统描述 |
4.4 基于逆凸组合不等式和自由权矩阵的控制器设计 |
4.4.1 无记忆反馈控制器设计 |
4.4.2 有记忆反馈控制器设计 |
4.5 数值算例 |
4.5.1 典型二阶系统 |
4.5.2 单机无穷大系统 |
4.6 本章小结 |
第5章 总结与展望 |
5.1 总结 |
5.2 展望 |
参考文献 |
攻读硕士期间主要研究成果 |
致谢 |
(6)几类线性系统的稳定性分析及其在电力系统中的应用(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景与意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 采样控制系统的分析方法回顾 |
1.2.2 时滞系统的分析方法回顾 |
1.2.3 电力市场的稳定性分析研究概括 |
1.2.4 电力系统的稳定性分析研究概括 |
1.3 论文主要研究工作及内容安排 |
1.3.1 主要研究工作 |
1.3.2 内容安排 |
第二章 Lyapunov基本概念以及相关引理 |
2.1 Lyapunov稳定性的基本概念 |
2.1.1 Lyapunov意义下的稳定性 |
2.1.2 Lyapunov第二法 |
2.2 LMI理论介绍 |
2.3 Schur引理 |
2.4 相关引理介绍 |
2.5 本章小结 |
第三章 基于线性采样控制系统的电力市场稳定性分析 |
3.1 Alvarado电力市场模型 |
3.2 电力市场模型的建立 |
3.3 双边闭环函数 |
3.4 稳定性准则 |
3.5 算例仿真 |
3.5.1 经典算例 |
3.5.2 电力市场的稳定性分析算例 |
3.6 本章小结 |
第四章 线性时变时滞系统的稳定性及其在电力系统中的应用 |
4.1 系统模型 |
4.2 线性时变时滞系统稳定判据 |
4.3 LFC的基本结构以及模型变换 |
4.4 时滞裕度求解方法 |
4.5 数值实例 |
4.6 本章小结 |
第五章 含不确定性的线性时滞系统的稳定性及在电力系统中的应用 |
5.1 系统模型 |
5.2 含不确定参数的时变时滞线性系统稳定判据 |
5.3 电力系统中单机无穷大系统应用 |
5.3.1 时滞相关的单机无穷大系统建模 |
5.3.2 时滞稳定裕度求解以及仿真 |
5.4 本章小结 |
第六章 总结与展望 |
6.1 本文主要工作成果总结 |
6.2 今后工作的展望 |
6.2.1 从电力研究方向展望 |
6.2.2 从各类线性系统的方向展望 |
6.3 本文的不足之处 |
参考文献 |
攻读学位期间取得的研究成果 |
1.1.1 攻读硕士学位期间已发表和投稿的论文 |
1.1.2 攻读硕士期间参加的科研项目 |
1.1.3 攻读硕士期间专利情况 |
1.1.4 攻读硕士期间获奖情况 |
致谢 |
(7)基于数据驱动的电力系统暂态稳定评估(论文提纲范文)
致谢 |
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 本文研究背景 |
1.2 电力系统暂态稳定评估及其经典算法 |
1.2.1 暂态稳定评估数学模型 |
1.2.2 暂态稳定评估经典算法 |
1.3 数据驱动技术综述 |
1.3.1 算法 |
1.3.2 数据 |
1.3.3 算力 |
1.3.4 框架 |
1.4 数据驱动技术在暂态稳定评估中的应用综述 |
1.4.1 数据驱动评估模型构建框架 |
1.4.2 数据驱动评估模型构建算法 |
1.4.3 数据驱动评估模型应用挑战 |
1.5 本文研究工作概述 |
1.5.1 拟解决的问题与研究思路 |
1.5.2 后续章节内容安排 |
第二章 基于级联式卷积神经网络的暂态稳定批量评估算法 |
2.1 引言 |
2.2 暂态稳定批量评估问题阐述 |
2.3 基于卷积神经网络的暂态稳定评估 |
2.3.1 卷积神经网络 |
2.3.2 基于单个卷积神经网络的暂态稳定评估模型 |
2.3.3 输入数据仿真及预处理 |
2.3.4 稳定性结论及其可信度评估 |
2.4 快速暂态稳定批量评估算法框架 |
2.4.1 级联式卷积神经网络评估框架 |
2.4.2 基于误判场景的模型训练策略 |
2.4.3 基于反馈学习的模型更新策略 |
2.4.4 性能评价指标 |
2.5 数值实验与分析 |
2.5.1 算法性能评测:以IEEE-39 节点测试系统为例 |
2.5.2 算法可拓展性评测:以Polish-2383 节点系统为例 |
2.6 本章小结 |
第三章 基于信息熵优先策略的暂态稳定批量评估算法 |
3.1 引言 |
3.2 基于信息熵优先策略的批量稳定评估算法 |
3.2.1 基于信息熵的优先评估策略指标 |
3.2.2 基于信息熵优先策略的任务队列与模型更新机制 |
3.2.3 基于内存镜像的存储加速技术 |
3.2.4 待评估样本批次划分策略 |
3.3 基于信息熵优先策略的暂态稳定批量评估应用框架 |
3.4 数值实验与分析 |
3.4.1 测试系统 |
3.4.2 神经网络结构设计与可视化 |
3.4.3 统计性测试结果 |
3.4.4 模型鲁棒性测试结果 |
3.5 本章小结 |
第四章 基于图生成对抗网络的三相不对称电网生成算法 |
4.1 引言 |
4.2 基于图生成对抗网络的拓扑生成算法 |
4.2.1 Wasserstein GAN模型 |
4.2.2 基于UGL-GAN模型的网络拓扑生成算法 |
4.3 三相不对称电网的修正、拓展及性能评价 |
4.3.1 基于核密度估计的时序负荷数据生成算法 |
4.3.2 电网负荷分配及拓扑修正算法 |
4.3.3 考虑电网元件的电网拓展算法 |
4.3.4 性能评价指标 |
4.4 算例分析 |
4.4.1 网络生成结果 |
4.4.2 应用实例 |
4.5 本章小结 |
第五章 基于嵌入式人工智能的混联输电线路单端故障定位 |
5.1 引言 |
5.2 混联输电线路单端故障波形特性分析 |
5.3 基于人工智能技术的故障定位 |
5.3.1 长短期记忆网络 |
5.3.2 单端故障定位模型 |
5.4 基于嵌入式人工智能的故障定位框架 |
5.5 算例分析 |
5.5.1 测试环境与测试系统 |
5.5.2 测试数据生成 |
5.5.3 模型训练结果 |
5.5.4 模型测试结果 |
5.6 本章小结 |
第六章 暂态稳定边界快速生成与在线稳定评估算法 |
6.1 引言 |
6.2 暂态稳定边界快速生成算法 |
6.2.1 暂态稳定边界数学模型 |
6.2.2 暂态稳定性指标及其灵敏度 |
6.2.3 关键暂态稳定数据样本采样策略 |
6.2.4 暂态稳定边界构建及样本重采样算法 |
6.2.5 数据采样终止判据 |
6.3 关键场景筛选算法 |
6.3.1 初始搜索空间筛选 |
6.3.2 关键运行场景筛选 |
6.3.3 关键扰动场景筛选 |
6.3.4 实际运行点匹配与关键发电机组降维算法 |
6.4 电力系统在线稳定评估框架 |
6.5 算例分析 |
6.5.1 暂态稳定边界生成可视化:以IEEE-9 节点电力系统为例 |
6.5.2 暂态稳定边界生成可拓展性测试:以NESTA-162 节点电力系统为例 |
6.6 本章小结 |
第七章 总结与展望 |
7.1 研究工作总结 |
7.2 后续工作展望 |
参考文献 |
附录 |
附录 A 发电机动态模型 |
附录 A.1 发电机模型参数说明 |
附录 A.2 二阶发电机模型 |
附录 A.3 四阶发电机模型 |
附录 A.4 六阶发电机模型 |
附录 B 励磁系统动态模型 |
附录 C 调速系统动态模型 |
附录 D 电力系统稳定器(PSS)动态模型 |
作者简历及攻读学位期间取得的学术成果 |
(8)火电机组灵活运行下的负荷频率控制优化研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景、目的及意义 |
1.2 研究现状 |
1.2.1 纯凝火电机组灵活运行调节特性分析研究现状 |
1.2.2 电力系统负荷频率优化控制研究现状 |
1.3 论文的主要工作及章节安排 |
第二章 汽轮机调速系统全工况模型研究 |
2.1 汽轮机及其调速系统模型参数的计算方法 |
2.2 计算实例 |
2.3 仿真分析 |
2.3.1 不同工况下响应性能对比 |
2.3.2 低负荷下定压、滑压运行方式的影响 |
2.3.3 理论分析 |
2.4 小结 |
第三章 火电机组一次调频能力的综合评估 |
3.1 理论分析及评估算法描述 |
3.1.1 一次调频过程中的机理分析 |
3.1.2 算法的整体描述 |
3.2 给煤量的能量传递时间计算 |
3.2.1 理论分析及解决方法 |
3.2.2 协调系统建模及参数估计 |
3.3 锅炉蓄热变化量计算 |
3.3.1 理论分析及解决方法 |
3.3.2 锅炉蓄热变化量的计算 |
3.4 计算实例 |
3.4.1 锅炉响应时间计算分析 |
3.4.2 机组蓄热变化量的计算 |
3.4.3 最大支撑幅度计算 |
3.5 评估结果分析 |
3.6 小结 |
第四章 火电深度调峰对系统频率稳定性的影响分析 |
4.1 机组的响应能力分析 |
4.2 不同风电渗透率下的系统仿真模型 |
4.2.1 LFC建模 |
4.2.2 风电系统建模 |
4.2.3 启停调峰 |
4.2.4 深度调峰 |
4.3 基于简化LFC模型仿真结果与分析 |
4.3.1 仿真初始环境设置 |
4.3.2 仿真结果 |
4.3.3 结果分析 |
4.5 小结 |
第五章 基于功率分配因子动态轨迹优化的多机互补协调优化策略 |
5.1 优化控制策略 |
5.1.1 问题的提出 |
5.1.2 基于动态轨迹规划的功率分配因子优化策略 |
5.1.3 优化系统的结构设计 |
5.2 算例仿真 |
5.2.1 算例分析 |
5.2.2 算法稳定性分析 |
5.3 小结 |
第六章 基于改进型模糊自抗扰的优化控制 |
6.1 改进型模糊自抗扰控制 |
6.1.1 对象模型的变化 |
6.1.2 模糊线性自抗扰控制器 |
6.1.3 针对迟延时间的改进 |
6.2 仿真结果与分析 |
6.3 小结 |
第七章 结论与展望 |
7.1 结论 |
7.2 展望 |
参考文献 |
攻读博士学位期间发表的论文及其它成果 |
攻读博士学位期间参加的科研工作 |
致谢 |
作者简介 |
(9)风电场等值建模及并网系统的次同步振荡特性研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.2 传统电力系统次同步振荡研究概述 |
1.2.1 次同步振荡研究历程回顾 |
1.2.2 次同步振荡主要分析方法 |
1.3 含风电电力系统次同步振荡研究现状 |
1.3.1 DFIG风电场并网次同步振荡分析 |
1.3.2 PMSG风电场并网次同步振荡分析 |
1.3.3 风电场接入对同步发电机组轴系扭振影响 |
1.3.4 风电场等值建模 |
1.4 目前存在的问题 |
1.5 主要研究内容 |
第2章 含风电电力系统元件数学模型 |
2.1 风电机组基本运行原理 |
2.1.1 DFIG风电机组基本运行原理 |
2.1.2 PMSG风电机组基本运行原理 |
2.2 风电机组的线性化模型 |
2.2.1 DFIG风电机组的线性化模型 |
2.2.2 PMSG风电机组的线性化模型 |
2.3 其它电力系统元件的线性化模型 |
2.3.1 同步发电机组的线性化模型 |
2.3.2 直流输电的线性化模型 |
2.3.3 交流输电线路的线性化模型 |
2.4 本章小结 |
第3章 基于机组运行特性聚类的风电场等值建模 |
3.1 风电场结构 |
3.2 风电场动态特性分析 |
3.3 风电场等值建模 |
3.3.1 基于相似变换理论的等值机理 |
3.3.2 基于运行特性聚类的多机并联等值模型 |
3.4 风电场图形化建模平台 |
3.4.1 建模思路 |
3.4.2 风电场图形化模型结构 |
3.5 风电场等值模型验证 |
3.5.1 等值机理有效性验证 |
3.5.2 多机等值模型有效性验证 |
3.5.3 大型风电场等值模型有效性验证 |
3.6 本章小结 |
第4章 DFIG风电场接入固定串补系统次同步振荡分析 |
4.1 DFIG风电场次同步振荡现象 |
4.2 次同步振荡影响因素 |
4.3 基于感应发电机效应的次同步振荡机理分析 |
4.3.1 感应发电机效应的基本原理 |
4.3.2 基于状态空间方程的风电场阻抗模型 |
4.4 系统总电阻计算 |
4.4.1 各风电机组运行特性一致时系统总电阻 |
4.4.2 各风电机组运行特性不一致时系统总电阻 |
4.5 仿真算例验证 |
4.5.1 各风电机组运行特性一致时仿真验证 |
4.5.2 各风电机组运行特性不一致时仿真验证 |
4.6 本章小结 |
第5章 PMSG风电场接入弱交流系统次/超同步振荡分析 |
5.1 PMSG风电场次/超同步振荡现象 |
5.2 次/超同步振荡影响因素 |
5.2.1 次同步振荡影响因素 |
5.2.2 超同步振荡影响因素 |
5.3 基于广义复转矩系数分析法的次/超同步振荡机理分析 |
5.3.1 复转矩系数分析法的基本原理 |
5.3.2 广义复转矩系数分析法 |
5.3.3 PMSG风电场阻尼系数的计算方法 |
5.4 系统阻尼系数计算 |
5.4.1 各风电机组运行特性一致时系统阻尼系数 |
5.4.2 各风电机组运行特性不一致时系统阻尼系数 |
5.5 两类PMSG风电场次同步振荡现象讨论 |
5.5.1 特征值对比 |
5.5.2 容抗变化趋势对比 |
5.5.3 稳定性判据对比 |
5.6 仿真算例验证 |
5.6.1 各风电机组运行特性一致时仿真验证 |
5.6.2 各风电机组运行特性不一致时仿真验证 |
5.7 本章小结 |
第6章 风电场与同步发电机组交互作用对系统次同步振荡特性影响 |
6.1 含风电场电力系统机电耦合特性 |
6.1.1 同步发电机组机电耦合特性 |
6.1.2 风电场-同步发电机组机电耦合特性 |
6.2 强耦合条件下风电场接入对系统次同步振荡的影响 |
6.2.1 PMSG风电场与同步发电机组相互作用 |
6.2.2 DFIG风电场与同步发电机组相互作用 |
6.3 基于附加励磁信号注入法的系统阻尼特性辨识 |
6.3.1 附加励磁信号注入法基本原理 |
6.3.2 可行性分析 |
6.3.3 阻尼特性辨识 |
6.4 本章小结 |
第7章 结论与展望 |
7.1 全文总结 |
7.2 工作展望 |
参考文献 |
附录 |
攻读博士学位期间发表的论文及其它成果 |
致谢 |
个人简历 |
(10)新能源电力系统小干扰同步稳定性分析和稳定裕度提升策略研究(论文提纲范文)
致谢 |
摘要 |
Abstract |
1 绪论 |
1.1 课题背景及研究意义 |
1.2 新能源并网设备同步控制概述 |
1.2.1 基本控制结构 |
1.2.2 小干扰稳定性差异 |
1.3 新能源并网系统小干扰同步稳定性研究现状 |
1.3.1 小干扰同步稳定性概述 |
1.3.2 研究方法 |
1.3.3 新能源并网系统的小干扰同步稳定机理 |
1.3.4 新能源并网系统的小干扰稳定裕度提升方法 |
1.4 本文的主要工作 |
2 新能源并网系统广义阻抗稳定判据及其导出机理的适用性分析 |
2.1 概述 |
2.2 变流器并网系统的阻抗模型 |
2.3 基于阻抗模型的频域分析方法 |
2.3.1 基于正负序阻抗模型的稳定性分析 |
2.3.2 基于极坐标阻抗模型的稳定性分析 |
2.3.3 特征方程等价变形的数学解释 |
2.4 基于复电路的统一描述和分析 |
2.4.1 变流器并网系统的复电路 |
2.4.2 节点消去和特征方程等价变换 |
2.5 阻抗判据的适用性探讨和振荡机理解释 |
2.5.1 传递函数鲁棒性评价思路 |
2.5.2 等效电路的适用性及机理解释 |
2.6 算例分析 |
2.6.1 阻抗判据对应开环传递函数的RHP极点 |
2.6.2 阻抗判据的适用性分析 |
2.7 本章小结 |
3 基于广义阻抗的新能源并网系统小干扰同步稳定性分析 |
3.1 概述 |
3.2 变流器并网系统极坐标阻抗模型 |
3.2.1 变流器并网系统模型及其控制策略 |
3.2.2 极坐标阻抗建模 |
3.3 基于广义阻抗的稳定性分析方法 |
3.3.1 广义阻抗判据的适用性再探讨 |
3.3.2 广义阻抗判据与相位回路的稳定性 |
3.3.3 基于广义阻抗的稳定性分析流程 |
3.4 基于广义阻抗的稳定性影响因素分析 |
3.4.1 变流器接入不同电网强度的稳定性分析 |
3.4.2 直流电压控制和PLL的交互作用分析 |
3.4.3 无功外环控制的影响 |
3.5 算例分析 |
3.5.1 开环传递函数极点分析 |
3.5.2 稳定性影响因素验证 |
3.6 本章小结 |
4 新能源电力系统的小干扰同步稳定性分析 |
4.1 概述 |
4.2 新能源电力系统建模 |
4.3 同构多机系统的稳定性分析 |
4.3.1 同构多机系统的解耦 |
4.3.2 单机分析到多机系统的拓展 |
4.4 异构多机系统的稳定性分析 |
4.4.1 基于广义短路比的异构多机系统稳定裕度量化 |
4.4.2 基于复电路的异构多机系统振荡分析 |
4.5 算例分析 |
4.5.1 同构多机系统解耦分析有效性验证 |
4.5.2 基于复电路的异构多机系统振荡关键设备识别 |
4.6 本章小结 |
5 提升新能源电力系统小干扰同步稳定性的组网型变流器配置技术 |
5.1 概述 |
5.2 锁相环型变流器和组网型变流器混联系统建模 |
5.2.1 锁相环型变流器的导纳模型 |
5.2.2 组网型变流器的导纳模型 |
5.2.3 混联系统的闭环动态 |
5.3 组网型变流器对小干扰同步稳定性的影响 |
5.4 组网型变流器的最优位置选址方法 |
5.5 算例分析 |
5.5.1 两区-四机系统算例 |
5.5.2 九变流器系统算例 |
5.6 本章小结 |
6 总结与展望 |
参考文献 |
附录 A |
附录 B |
攻读学位期间的科研成果 |
四、关于电力系统稳定(Ⅰ)(论文参考文献)
- [1]基于分解聚合的电力系统大干扰稳定性分析[D]. 陈民权. 浙江大学, 2021
- [2]基于电力系统规划的区域能—水—排锅合模型研究[D]. 刘源. 华北电力大学(北京), 2021(01)
- [3]电力系统分岔混沌分析与控制研究[D]. 王定胜. 新疆大学, 2021
- [4]基于多项式逼近的电力系统参数化暂态及中长期稳定性分析及控制[D]. 夏冰清. 浙江大学, 2021(09)
- [5]基于逆凸组合不等式的时滞电力系统稳定性分析与控制[D]. 崔雨佳. 湖南工业大学, 2021(02)
- [6]几类线性系统的稳定性分析及其在电力系统中的应用[D]. 张天. 湖南工业大学, 2021(02)
- [7]基于数据驱动的电力系统暂态稳定评估[D]. 颜融. 浙江大学, 2021(09)
- [8]火电机组灵活运行下的负荷频率控制优化研究[D]. 杜鸣. 华北电力大学(北京), 2021(01)
- [9]风电场等值建模及并网系统的次同步振荡特性研究[D]. 贾祺. 东北电力大学, 2021(01)
- [10]新能源电力系统小干扰同步稳定性分析和稳定裕度提升策略研究[D]. 杨超然. 浙江大学, 2021