非平稳运行状态下电力系统脆弱域量化及协调控制方法研究

基本信息
批准号:51677020
项目类别:面上项目
资助金额:58.00
负责人:刘群英
学科分类:
依托单位:电子科技大学
批准年份:2016
结题年份:2020
起止时间:2017-01-01 - 2020-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:雷霞,朱玉玉,陈树恒,Mutaz EIradi Saadalla Saeed,王洪海,赵任光,周聪泉,高旭光
关键词:
脆弱域协调控制非平稳运行
结项摘要

During the new development period that new resources of energy are largely injected in power system, the unstationary characteristics are distinguished and become the distinguished characteristics of power system, which will cause new problems for transient operation, analysis and control of power system. Based on the ongoing research, the theories of vulnerable region quantification and coordinated control influenced by the unstationary state are treated as the key problems to research. First, the methods of the modal series and the Lyapunov function are introduced to research the changing mechanism of operating trajectory and the intuitive and fast computation and simulation method for constructing the perfect simulation platform. Then, based on the proposed energy manifold theory, the energy expression of system operating trajectory considering the timely changed parameters is explored to research the quantification method of the vulnerable region. At the same time, the relationship between the vulnerable region and topology change, the power fluctuating and the faults, is established. At last, the evolving mechanism of vulnerable region, the nonlinear control and optimal theory are introduced to research the relationship between control measurements and control objectives, formation scheme of coordinated control strategy and the solution method are deeply researched. The exploration and solution of the theoretical problems above is theoretically important and practical to analyse the new operation characteristics of power system under high permeability of new resources of energy and find the effective suppression measures to improve the security level of power system.

在新能源高渗的电力系统发展时期,非平稳特征愈加突出并成为电力系统运行的主要特征,为系统暂态运行、分析与控制带来新的难题。项目在前期研究基础上,针对电力系统非平稳运行特征,重点研究系统脆弱域量化及协调控制基础理论问题。首先,基于模态级数理论和李雅普洛夫指数法,研究电力系统运行特性、演变机理及直观快速的计算仿真方法,完善仿真平台;在此基础上,基于能量流形理论,探索非平稳运行状态影响下系统运行轨迹的能量表征形式, 研究脆弱域的量化方法,揭示拓扑结构变化、功率波动和故障等与脆弱域演变的关联关系;最后,基于脆弱域演变机理,结合非线性控制与优化理论,深入研究控制方式与控制目标的关联关系、协调控制策略的形成方案及求解方法。以上关键理论问题的探索和解决,对于深入剖析新能源高渗下的电力系统新运行特性,进而找到有效控制措施,提高电力系统安全水平,具有重要的理论意义和实用价值。

项目摘要

在新能源高渗的电力系统发展时期,非平稳特征将愈加突出并成为电力系统运行的主要特征,为系统暂态运行、分析与控制带来新的难题。项目针对电力系统非平稳运行特征,重点研究含风电电力系统的暂态稳定性的仿真、稳定性的量化及协调控制基础理论问题。首先,基于能量函数法,研究含风电电力系统运行特性演变机理及直观、快速的仿真辨识方法,提出了含风电电力系统的能量函数模型,并通过实际仿真验证证明所建立的含风电电力系统能量函数模型的有效性。在此基础上,基于概率法研究了含风电电力系统的局部区域的概率脆弱性问题,试验证明,距离风电场越近的支路,支路功率潮流数值越大,支路功率所受影响越严重,支路脆弱性越强烈,反之则越弱,这为研究局部支路对系统整体的脆弱域的影响奠定了基础。最后研究了能量流形理论,探索了非平稳运行状态影响下系统运行轨迹的能量表征形式,揭示了拓扑结构变化、功率波动和故障等与电力系统暂态稳定性的演变的关联关系,揭示了脆弱域的演变是一个复杂的过程,非平稳运行状态对电力系统的脆弱域的影响集中在不稳定平衡点附近,并且受到系统多种因素的影响。最后,基于脆弱域演变机理,结合非线性控制与优化理论,深入研究控制方式与控制目标的关联关系、协调控制策略的形成方案及求解方法,包括电压稳定性的协调控制方法、功角稳定性的协调控制方法以及电压和功角耦合情况下的协调控制方法。以上关键理论问题的探索和解决,对于深入剖析新能源高渗下的电力系统新运行特性,进而找到有效控制措施,提高新形式下电力系统安全水平。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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