导　　师： 刘明波

学科专业： H0802

授予学位： 博士

作　　者： ;

机构地区： 华南理工大学

摘　　要： 目前，电力工业已步入大电网、大机组、超高压、重负荷、远距离输电时代，并且随着电力市场的建立和发展电网运营商越来越迫切地追求经济效益，使得电力系统经常运行在稳定极限附近，导致暂态稳定事故时有发生。在运用各种控制调节手段提高系统的稳定运行水平的同时优化系统的经济性，平衡电网运行的安全性和经济性，将产生十分显著的经济效益和社会效益。目前，暂态稳定约束最优潮流（transientstability constrained optimal power flow，TSCOPF）是这一领域的研究热点，具有十分重大的理论和实际意义。本文从TSCOPF预防控制方法出发提出了几种新型的暂态稳定控制算法。首先，研究暂态稳定约束最优潮流，它是通过调度电力系统中可调发电机出力，保证系统在大扰动时暂态安全的情况下满足系统经济性最优。本文着重进行以下两方面的理论研究：控制系统稳定度和寻求TSCOPF全局最优解。为了能够控制系统的暂态稳定度，提高TSCOPF的计算效率，本文在分析多故障暂态稳定约束最优潮流轨迹灵敏度法存在问题的基础上，提出了基于单机无穷大母线等值和轨迹灵敏度的暂态稳定度约束最优潮流计算方法。所提算法具有如下优点：①在TSCOPF模型中引入严格的暂态稳定判据，并可应用轨迹灵敏技术提高计算效率。②在TSCOPF模型中一个故障对应一个暂态稳定约束，有效地降低了暂态稳定约束数目。将故障分为稳定故障、极度稳定故障、一般不稳定故障和极度不稳定故障，分别在暂态稳定约束中加以故障筛选处理，可省去部分轨迹灵敏度计算，及时去掉不起作用的约束，提高计算效率。同时，对于不稳定故障不需要寻找临界稳定轨迹，可节省大量的仿真时间。③能够较好地控制系统暂态稳定度，满足实际电网对稳定度的要求。在3机、10机和20机系统上的仿真结果验证了所提出算法的有效性。为了寻找TSCOPF的全局最优解，首先采用预测校正法，提高单故障TSCOPF优化精度。继而，为充分发挥改进轨迹灵敏度法的快速收敛特性和微分进化算法较强的全局搜索能力，本文提出将两者适当结合构造求解多故障TSCOPF的混合算法。所提微分进化算法的种群规模和计算量大大减小；含不稳定故障规格化稳定度的评价函数值更能综合反映种子的安全经济指标。该算法全局搜索能力很强，计算速度大大提高。在3机和10机试验系统上验证了所提算法的高效性和实用性。然而，TSCOPF为了保证系统的暂态安全性常常是以牺牲电网运行的经济性为代价的，损害了电网运营商的利益，也增加了能源消耗，不符合节能环保的社会发展趋势；而且，如果考虑到电网故障概率因素的话，为了防止小概率事件就要支出大量的运行费用是非常不合理的。为此，本文创造性地应用电力系统快速动态调节装置，如发电机自动电压调节器，控制电力系统暂态稳定性，提出基于单机无穷大母线等值和轨迹灵敏度的暂态稳定最优励磁控制(optimal transient stability excitation control，OTSEC)。该方案通过发电机电压调节器电压参考值调整来提高系统的稳定性，与之前提出的发电机出力调度相比方便易实现，同时不伤害系统的经济性。

关 键 词： 暂态稳定 最优潮流 单机无穷大母线等值 轨迹灵敏度 预测校正 微分进化 最优励磁控制

分 类 号： [TM712]

领　　域： [电气工程]