市场环境下考虑暂态稳定约束的最优潮流计算

市场环境下考虑暂态稳定约束的最优潮流计算作者：黄海浪学位授予单位：天津大学相似文献(10条)1.学位论文蔡国伟电力系统暂态稳定性的支路暂态势能分析方法1999大型电力系统的互联以及开放的电力市场的发展使得现代电力系统日益受到暂态稳定性问题的威胁,暂态稳定分析以及控制是电力科学工作者所关心的重要课题.虽然这一领域的研究已取得了长足的进步,但如何克服目前基于惯性中心坐标系下的暂稳定定量分析方法对发电机运动信息的过多依赖给快速的暂态稳定分析以及控制的可实施性所带来的困难,揭示网络局部对系统暂态稳定性影响的物理本质仍是尚水解决的难题.该文以暂态能量为基础,开展基于网络局部动态观测信息的暂态稳定性定量分析方法的研究,并探索该方法在暂态稳定评价、安全监测以及暂态稳定控制中的应用,为有效地识别网络中的薄弱环节、实现在线的动态安全评价,解决暂态稳定的全局性与暂稳控制的局部性的矛盾提供切实可行的新思路.2.期刊论文孙闻.房大中.袁世强.薛振宇基于轨迹灵敏度的暂态稳定预防控制方法-天津大学学报2010,43(2)预防控制对提高稳定性及维持系统安全运行有重要意义.基于电力系统角半径的概念,对角半径及其变化速度与暂态稳定性的关系进行了深入研究,在此基础上定义了一种新型暂态稳定性能指标.通过轨迹灵敏度仿真,计算稳定指标对各发电机有功输出的梯度近似值,将预防控制问题转化为以发电机有功输出为控制量的非线性规划问题.该方法易于求解,且不受元件模型的限制,适用于各种复杂失稳模式.对10机新英格兰典型电力系统的分析结果表明,该方法快速、可靠,能够在确保系统安全的前提下实现经济性最优.3.学位论文原蔚鹏基于局部测量的电力系统暂态稳定性分析方法2006随着我国国民经济快速发展，电力需求迅速增加，电网也逐步实现跨区互联，而这种情况下电力供应相对紧张加之电力市场与环境保护等方面的约束，电力系统经常接近其稳定极限运行，如果系统受到大扰动如短路故障、失机、失负荷等等，就会引发暂态稳定问题的发生。暂态稳定问题与电网结构、系统运行状态以及故障类型等方面有着密切的联系，而且随着系统规模增加、电网互联中结构的复杂、大功率电力电子元件的引入，电力系统暂态稳定性研究更为复杂。由以前的文献我们可以知道，当发电机采用经典模型、忽略系统中的损耗，暂态能量沿故障后的轨迹是守恒的。在故障切除之后，大量的暂态能量将注入到系统中，发电机转子的暂态动能将转化为暂态势能分布于网络中；如果这些势能能够被网络所吸收系统将保持稳定，反之系统将失稳。本文研究了暂态稳定分析的支路势能法，由经典模型到结构保持模型、由全局能量函数到局部能量函数的改进使得该方法精确性和实用性逐步增强。比较暂态稳定性的其他方法以发电机作为研究对象，支路势能法是以系统的局部作为研究对象，通过对故障后轨迹的分析便可以得出系统在大扰动下是否暂态稳定。该方法不需要对系统模型作任何的假设，即可以适应发电机、网络元件的任意模型；仅需要测量电网中的局部变量，且测量简单、计算简便；不仅能够做出是否稳定的判断，还能够给出稳定指标，能够找出系统潜在的薄弱环节。准确的识别电力系统中的薄弱环节和临界割集在暂态稳定评估中是非常重要的，本文中采用支路势能法对临界割集进行识别，根据暂态稳定性指标的排序可以找到系统的薄弱线路及临界割集。随着广域测量技术的发展(WAMS)，该方法具备了在线应用的前景。本文对支路势能法在多个系统上进行了仿真研究，验证了该方法在暂态稳定性分析以及临界割集识别中的有效性，并对该方法提出了进一步的改进，加入了支路稳定指标准入计算的阀值，减少了计算量和计算时间。另外，本文探讨了支路势能法在暂态稳定控制中的应用，如最优重合闸时间的选择、制动电阻的投切策略及发电机出力的再分配等，初步构建了以支路势能法作为分析工具的动态安全检测的大体框架。4.学位论文兰洲电力系统暂态稳定控制策略研究2008现代电力系统在发电容量和电压等级方面都有较大提高，高压直流输电（HVDC）和柔性交流输电元件（FACTS）的投入运行，以及跨区域电网的互联和电力市场的开放，都增加了系统在结构和模型上的复杂性，并产生了许多不确定因素，为电力系统带来了更多的安全隐患。近年来，世界范围内的多起严重停电事故，使电力系统的安全稳定问题再次引起了人们的重视。电力系统中许多破坏性事故的根本原因都归咎于大扰动下发电机的功角失稳。大干扰功角稳定通常又称暂态稳定，是电力系统安全稳定运行的基础，暂态稳定控制是电力系统安全稳定运行的一道重要屏障。本文的研究主要针对暂态稳定控制策略的相关问题，所作的主要工作包括：第一章，综述了现代电力系统暂态稳定非线性控制的相关问题，包括控制对象、控制方法等问题，简述了非线性系统自适应控制的相关知识及其在电力系统暂态稳定控制中的应用。第二章，研究了多机电力系统中发电机励磁的非线性鲁棒自适应控制问题，考虑了发电机阻尼系数、d轴同步电抗和暂态电抗的不确定性，以及模型误差和外部动态干扰的存在，设计了非线性鲁棒自适应控制规律，保证了发电机功角和频率在原运行点邻域内的收敛性。在所采用的方法中，只要求动态干扰项有界而不需要知道或给定其界限的具体数值，这是该方法的主要特点。在所设计的控制器中，针对每个不确定项，都设计了一个动态估计环节以应对其影响，控制规律保证了所有状态变量的一致最终有界性和系统输出的收敛性，并且，所设计的控制器是分散/本地化的，数字仿真显示了控制器在提高系统暂态稳定性方面的有效性。第三章，提出了一类多输入—多输出（MIMO）非线性不确定系统的鲁棒自适应控制方案，并将其应用于设计发电机励磁与调速综合协调控制，对第二章中所采用的单输入—单输出（SISO）系统鲁棒自适应控制设计方法进行了扩展。对于一个n阶非线性不确定系统，假设前n—1个控制量在系统处于稳态时为零，则首先对系统进行增阶，即设前n—1个控制量为状态变量，从而产生n—1个新的控制量替代原有的控制变量，且使系统变为一个2n—1阶非线性不确定系统。控制规律的设计仍采用反步法（Back—stepping），对于每个不确定项，都设计了一个动态估计环节以应对其影响，最终保证了全部状态变量的一致最终有界性和系统输出的收敛性。最后，将所提出的方法应用于发电机励磁与调速综合协调控制设计，给出了发电机励磁和调速综合协调控制规律，并通过数字仿真显示了所设计控制器对于提高系统暂态稳定性的效用。第四章，提出了利用系统动态贯量中心COI（CenterofInertia）信号设计非线性暂态稳定控制器的思想，简称“COI跟踪”思想。一般来讲，系统COI（包括功角COI和频率COI）曲线能够反映系统中所有发电机运转的总体趋势，且其较为平滑，容易跟踪，因此，如果系统中所有的发电机都能够动态地跟踪COI的变化，而不只是停留于原有运行点，则各发电机更容易保持同步，系统暂态稳定性更能够得到保证。广域测量系统WAMs（Wide—areaMeasurementSystems）技术的发展为该思想的实现提供帮助，各发电机在通过WAMs得到系统COI信息后，动态的跟踪COI的变化以达到同步运行，且一定范围内的WAMs信号时滞是被允许的。根据传统的“分散/本地化”控制思想和本章提出的“COI跟踪”控制思想，采用相同的非线性控制方法设计了两种励磁控制器，数字仿真实验表明，后者更有利于提高系统的暂态稳定性。第五章，提出利用区域COI信号阻尼两区域互联系统功角和频率COI振荡的高压直流输电系统（HVDC）直流功率调制和晶闸管控制串联电容器（TCSC）电抗调节控制方法。HVDC直流功率调制和TCSC电抗调节都能改变区域间传输的有功功率，从而影响系统的暂态稳定性。HVDC和TCSC控制环节均采用一阶环节表示，设计的控制目标是阻尼区域功角和频率COI间的振荡，控制器设计采用非线性鲁棒控制方法，保证了全部状态变量的一致最终有界性和区域间功角及频率COI振荡的收敛。数字仿真表明，所提出方案相比于传统型调制控制器更有利于故障后发电机功角摇摆的收敛，更有利于提高系统的暂态稳定性。所提出的方法同样可扩展应用于多区域互联电网的暂态稳定控制，用于阻尼多区域间的功角和频率COI振荡。第六章，对全文做出总结，并分析了本文中存在的未解决问题及有待进一步解决的问题。5.期刊论文李林川.李磊.黄海浪.LILin-chuan.LILei.HUANGHai-lang市场环境下考虑暂态稳定约束的最优潮流计算-天津大学学报2006,39(9)为保证电力系统的安全性,在电力市场优化运行方案中,考虑暂态稳定约束是十分必要的.为此,首先用排队法确定机组组合,等报价法确定各个发电机组有功功率,然后进行暂态稳定分析,求出各个不稳定故障修正的暂态能量裕度,再根据暂态能量裕度的大小找出最严重的不稳定故障,最后对最严重的失稳故障下领先、落后机组的输出功率分别进行调整,领先机组按照灵敏度修正,落后机组按处在同一报价水平的原则来修正,从而达到满足沣暂态稳定约束且购电费用增量最小.此外,进一步通过IEEE-30节点系统分析计算,验证了所提算法的正确性和有效性.6.学位论文舒立平市场环境下电网安全运行策略及输电模型的研究2004该文致力于电力市场环境下电网安全运行策略及输电模型的研究,取得了一定的成果.电力市场环境下电网的安全运行涉及到两个重要方面:一是如何刺激市场参与者共同维护系统安全的积极性;二是电网运行面临不安全风险时,在市场规则允许范围内采取何种措施降低风险.该文首先从各个角度对该问题进行了全面、详细的介绍,包括市场规则、电网规划方法、系统的实时运行和安全稳定控制手段.由于影响电网安全的因数众多,文章主要从电力市场模式及其对电网安全性影响、ATC的信息发布、输电服务(主要包括阻塞管理、辅助服务及输电服务定价)几个大的方面来论述电力市场条件下保证电网安全运行策略.并对照传统电力系统安全稳定控制过程,将这几个方面归纳为预防控制、纠正控制、紧急控制和恢复控制等不同的控制过程.其次,在重点分析电力市场模式及其对电网安全性影响的基础上,介绍了部分国内外电力市场模式及其保证电网安全性的措施,构建了中国未来区域电力市场、三峡电力市场模式及三峡电站的交易方式,计算了三峡电厂在和不同的对象交易时对三峡电力系统暂态稳定性的影响并提出了相应对策.提出了联营模式下现货市场交易计划模型和多级电力市场的交易计划模型,通过算例研究,结果表明该模型有利于电网的安全运行.ATC是电力市场条件下保证电网安全运行的重要措施.目前,ATC计算方法大多是从电力系统稳态运行的角度出发,即使考虑各种动态稳定约束,也通常是以代数方程的形式处理.根据电力系统的物理特点,国际电力市场对确保电网安全运行比较认同的经验是:输电系统必须开放;输电系统的所有权和运行权可以统一也可以分开,但输电系统的运行必须是垄断的.因此,文章紧接着对输电服务进行了重点论述,主要涉及阻塞管理、阻塞成本在转运交易中的分摊、辅助服务及输电服务定价,并分别建立了相应的数学模型.在中国电力市场改革初期,将存在多种模式的市场结构,相应的转运交易将大量存在,因此,提出了一种命名为加权最小距离的分摊方法.该方法在只进行少量最优潮流计算的基础上,通过一个加权优化函数来尽量消除转运交易之间的交叉影响,使转运电网的阻塞成本在多个转运交易中尽可能公平合理地分摊.算例结果显示该方法能提供一定的优化运行信号,也有助于消除转运定价的不连续性,为保持转运交易市场的稳定性和系统的安全稳定运行提供了条件.辅助服务主要用于保证供电的可靠性和电能的质量,在电力市场环境下它被赋予了新的内容,辅助服务的获取不再服从系统的统一调度,辅助服务的定价也成为市场参与者最为关心的问题.在介绍辅助服务分类、电力市场环境下辅助服务的获取方法和国际上一些典型电力市场中的辅助服务市场后,提出了一种考虑电压静态稳定性的无功电力定价模型.输电服务定价是电力市场设计中的一个重要方面,合理的输电定价方法是输电网开放,实现公平竞争的前提,也是电力市场和电力系统经济、安全运行的保障.在阐述输电定价方法的基础上,结合中国电网的实际情况,从保证电网安全稳定控