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多支路故障潮流转移危险线路识别及过载消除控制研究

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摘要

Abstract

第1章 绪论

1.1 研究背景与意义

1.2.1 潮流转移量估算的研究现状

1.2.2 潮流转移危险线路搜索的研究现状

1.3 线路过负荷紧急控制研究现状

1.4 本文所做的主要工作

第2章 多支路切除潮流转移识别

2.1 引言

2.2 单支路开断分布因子

2.3.1 节点间有向路径的产生方法

2.3.2 两支路开断潮流转移量计算

2.3.3 多支路开断的潮流转移量估算

2.4 潮流转移线路搜索

2.4.1 前K最短路径法

2.4.2 广义潮流转移区域

2.4.3 搜索路径数的确定

2.5 潮流转移危险支路识别

2.6 仿真验证

2.7 本章小结

第3章 线路过载紧急控制

3.1 引言

3.2.1 节点灵敏度向量

3.2.2 最佳灵敏度向量

3.2.3 控制节点的选择

3.3 安全约束集的确定

3.4 功率调整量的计算

3.5 紧急控制流程

3.6 仿真算例

3.7 本章小结

第4章 基于K-means安全约束集聚类的线路过负荷紧急控制策略

4.1 引言

4.2 线路功率波动的敏感程度

4.2.1 同心松弛原理

4.2.2 线路功率波动量的统计值

4.3 基于K-means的安全约束集聚类算法

4.4 有功安全校正数学模型

4.4.1 数学模型

4.4.2 提高计算效率的措施

4.5 仿真算例

4.6 本章小结

第5章 结论和展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的学术论文及其它成果

致谢

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摘要

电力事业的蓬勃发展使电网规模日益增大,为保证群众正常生产生活以及避免国民经济的巨大损失,应保证电力系统的安全稳定性,防止连锁跳闸或大停电事故的发生。为此,本文研究多支路断开时潮流转移量估算以及潮流转移危险线路的识别和过载控制问题,保证电力系统的高效稳定运行。 本文首先提出一种构建变元邻接矩阵进行多支路开断潮流转移量估算的方法。基于图论中有向路径的产生方法,将断线支路与正常支路用节点等效后,利用单支路开断分布因子构建变元邻接矩阵并进行简单求逆,即可快速得到潮流转移量估算值。该方法只需对比断线支路数目高一阶的矩阵求一次逆即可得到潮流转移增量的计算式,无需修改节点电纳矩阵,计算量小且速度快。 其次结合潮流转移量计算方法给出多支路切除时潮流转移危险线路的确定方法。潮流转移量与各支路单独断开的支路开断分布因子成线性关系,因此可通过独立搜索各断开支路两端节点间的前几条最短路径来确定受潮流转移影响较大的线路集合。本文在确定各断线支路搜索路径数时,综合考虑各支路差异。通过降低各支路单独搜索的阈值来保证搜索的完整性,能减少大量不必要的搜索,且一般待搜索的路径数不会太大,满足搜索快速性要求。 再次针对潮流转移引发的线路过载问题,设计一种在采用灵敏度方法进行过载功率校正时控制节点的选择与安全约束集的确定方法。利用过载支路当前功率与功率极限值确定最佳灵敏度向量,根据各节点对过载线路的灵敏度向量在最佳灵敏度向量上的投影选择控制节点,同时给出一种利用控制节点对的灵敏度向量筛选安全约束集的方法。根据改进的控制节点选择与安全约束集确定方法进行紧急控制,能使调整量计算快速进行,减少调整量和调整轮次。 最后给出一种利用优化算法求解紧急控制问题时安全约束集的确定方法。给出表征线路波动程度值的波及线路的定义以及计算方法,利用K-means聚类确定波及线路集合。结合波及线路与接近极限的线路构成安全约束集后,通过逐层增加控制节点的策略,采用非线性规划求取有功安全模型。在减少参与调整设备数的同时减少优化变量的个数,快速消除过载,提高了紧急控制的效率。 IEEE39 及 IEEE118 节点系统的大量仿真结果验证了本文提出方法的准确性和有效性。

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