基于广域相量测量的电力系统暂态稳定分析方法的研究

广域相量测量技术的发展提高了电力系统的可观性,近年来在暂态稳定分析领域得到重视和应用。本文在综述暂态稳定分析方法的基础上,结合广域相量测量技术,研究系统故障后暂态行为的内在机理,提出了一种适合于暂态稳定监测的PMU优化配置方案和基于PMU局部量测数据的轨迹分析方法。该方法研究了在广域测量系统不能覆盖全网的情况下,如何提取有效信息以分析系统暂态稳定性。 首先基于慢同调方法研究了大扰动下的同调机群识别问题。本文从研究慢同调决定的网络薄弱环节出发,探讨分群与网络弱联系的关系,分析制约暂态稳定的网络结构自身因素。结果表明,慢同调方法能够揭示网络固有的分层分区特点,故障虽然具有不确定性,不同故障位置下分群结果也略有不同,但最大故障集对应的网络临界割集组是确定的,大扰动下的分群仍然取决于网络拓扑特征。 在分群的基础上研究了暂态稳定监测的PMU配置问题。建立了局部惯性中心模型,通过推导局部惯性中心动能之和与各机动能之和的关系,提出了在每群动能轨迹最接近该群局部惯性中心的发电机处配置PMU的方案,建立的量化指标从整体上评价了各机与所在群惯性中心的贴近程度,物理意义清晰,为PMU实际工程布点提供了依据。 基于WAMS局部量测数据研究了暂态稳定分析问题。建立了局部惯性中心坐标系代替全网惯性中心坐标系,建立了局部惯性中心坐标下轨迹分析法的稳定指标,量化分析系统暂态稳定性。仿真结果表明,利用局部信息仍然能够正确分析系统暂态稳定性。