基于机组有功调制的低频振荡局部阻尼提升策略研究

作     者：刘春丽 

作者单位：东北电力大学 

学位级别：硕士

导师姓名：孙正龙

授予年度：2022年

学科分类：0808[工学-电气工程] 080802[工学-电力系统及其自动化] 08[工学] 

主      题：动态模式分解 Morlet小波滤波 耗散能量流 局部阻尼 局部有功灵敏度 

摘      要：近年来,随着新能源的加入以及运行方式的复杂化,低频振荡频发,预防低频振荡的发生对于维护电力系统的安全稳定运行计有重要意义。发电机阻尼作为系统阻尼的主要提供元件,其阻尼特性的在线评估和在线提升对于维护系统稳定运行有着实际意义。因此,本文利用大量且易得的环境激励数据探究了发电机端口耗散能量与耗散能量流之间的关系,阐述了发电机端口耗散能的组成部分,研究了系统的阻尼精细化分析方法,进行发电机的局部阻尼评估,定义了新型局部有功灵敏度指标,并进行局部的潮流调控,消除系统低频振荡的隐患。在线提升系统潜在弱阻尼模式的阻尼表现,为电力系统低频振荡的预防控制提供了新的思路,具体研究内容如下:首先,在数学模型分析的基础上,建立了环境激励下的负荷随机响应模型,并推导了系统状态变量的时域解析表达式,从理论上证明了随机响应数据中蕴含着电力系统稳定性分析需要的模态信息,并介绍了环境激励下动态模式分解结合Morlet小波滤波提取单一机电振荡模式的方法,在仿真中验证了动态模式分解和特征值分析辨识模态频率的一致性以及Morlet小波滤波提取机电振荡模式的可行性。其次,在环境激励下,从频域角度推导了发电机及负荷端口的耗散能量表达式,根据内含变量的物理意义推出发电机局部阻尼指标的概念,进一步探究电力系统发电机阻尼的在线评估方法,实现了在电力系统正常运行过程中在线监测发电机的阻尼变化。最后,为提升系统阻尼水平,本文研究了基于局部有功灵敏度的发电机有功精准调制措施。本文基于发电机端口耗散能量流辨识的发电机阻尼结果计算发电机的局部有功灵敏度,作为发电机有功调制的依据,在保证区域间传输功率稳定的前提下进行区域内的潮流再分配,从而提升系统潜在弱阻尼振荡模式的阻尼水平,消除低频振荡发生的可能性。