电力系统低频振荡预警系统研究

论文摘要

目前,广域测量系统(WAMS)的低频振荡监测分析主要用于振荡事件发生后的告警分析,并未充分发挥其预警作用。因此,对低频振荡现象进行安全预警研究,为调度运行人员提供可靠的预警指标,对电力系统的安全稳定运行具有重大的现实意义。本文结合现代信号处理方法,对扰动下电网低频振荡的安全预警综合系统进行了深入的研究。本文首先介绍了 WAMS系统的基本原理和体系结构,根据广域测量系统中的数据特征,选择合适的低频振荡在线辨识算法的输入信号。针对WAMS系统数据处理的弊端以及实际存在噪声的情况,引入独立分量技术(ICA)用于滤波去噪,并详细阐述了基于WAMS系统实测数据的预处理方法。其次,结合低频振荡信号的特征、波动趋势以及对电网产生的影响,构建包含信号频率、主导模式最弱阻尼比、功率振荡首摆峰值以及峰峰值持续周期数的安全预警综合指标体系,四个预警指标相辅相成互相验证,从电网的实际安全运行状态方面进行分析,在预警阈值的标准上判断电网是否处于稳定状态。并对提出的四种预警指标分别制定评价等级,将层次分析法与模糊综合评价进行相互结合,建立一种高效的电网安全预警综合评价体系,结合在线辨识与快速预警,以达到安全综合预警的目的。根据已建立的预警指标体系,提出基于WAMS系统的电力系统低频振荡预警实现流程。最后,结合实际应用开发了具备实时计算功能与故障搜索功能的预警软件。通过仿真算例分析,在电网的各种扰动下,各项预警指标能够快速准确的给出电网的安全运行状态,验证了上述安全预警指标分析的可行性与正确性。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
•   1.1 研究背景与意义
•   1.2 低频振荡分析研究现状
•     1.2.1 低频振荡概述
•     1.2.2 低频振荡产生机理
•     1.2.3 低频振荡分析方法
•     1.2.4 低频振荡预警技术研究现状
•   1.3 本文主要工作
• 第二章 低频振荡信号预处理
•   2.1 引言
•   2.2 低频振荡信号特点
•     2.2.1 测量信号的特征分析
•     2.2.2 低频振荡输入信号的选取
•   2.3 低频振荡数据的测量
•     2.3.1 同步相量测量单元（PMU）
•     2.3.2 PMU测量原理和结构
•   2.4 低频振荡数据的预处理流程
•   2.5 基于独立分量法的滤波技术研究
•     2.5.1 独立分量法提取主导模式
•     2.5.2 随机空间法参数辨识
•   2.6 仿真分析
•   2.7 小结
• 第三章 预警指标的选择及综合评价方法
•   3.1 引言
•   3.2 低频振荡安全预警指标研究
•     3.2.1 预警指标选择
•     3.2.2 预警指标的介绍
•   3.3 滑动窗技术
•   3.4 预警指标综合评价方法
•     3.4.1 层次分析法原理
•     3.4.2 模糊综合评价原理
•     3.4.3 电网安全等级的确定
•   3.5 电力系统低频振荡预警实现流程
•   3.6 小结
• 第四章 低频振荡预警系统设计
•   4.1 引言
•   4.2 预警指标有效性验证
•     4.2.1 频率和主导模式最弱阻尼比预警指标验证
•     4.2.2 首摆峰值和峰峰值预警指标验证
•   4.3 预警软件的开发
•     4.3.1 软件启动界面
•     4.3.2 软件计算界面
•     4.3.3 软件故障搜索界面
•     4.3.4 预警软件应用
•   4.4 小结
• 总结与展望
• 参考文献
• 致谢
• 附录A （攻读硕士学位期间发表的相关论文）
• 附录B （攻读硕士学位期间获得的奖励）
• 附录C （攻读硕士学位期间所参与的项目及实践）

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 曾宪东

导师: 肖辉,贺辉,粟时平

关键词: 低频振荡,广域测量,预处理,预警指标,综合评价

来源: 长沙理工大学

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅱ辑

专业: 数学,数学,电力工业

单位: 长沙理工大学

分类号: TM712;O225;O159

DOI: 10.26985/d.cnki.gcsjc.2019.000472

总页数: 69

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