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基于实测电压轨迹判断电力系统的主导振荡路径

1.66万字 41页 原创作品已通过查重系统


摘 要
长期以来，随着电力系统的发展，大电网互联的普及，从运行实际中认识到，大型互联网系统中更容易引发由于有功功率不平衡导致的低频振荡。区域间的弱阻尼振荡严重时可能会导致系统崩溃。因此对电网的安全监控技术有着越来越高的需求。基于GPS构建的相量测量单元(PMU)和广域测量系统(WAMS)成为一种信号分析小干扰稳定的全新手段。
轨迹特征根可以完整地反映在非线性及非自治因素的影响下系统振荡模式振荡中心。其动态模式可以反应系统的动态行为，系统的低频振荡的特征包括振荡模式（频率和阻尼）和模态，这些可由特征根方法得到。利用特征根技术分析振荡特征时，一般将定常非线性系统模型在平衡点处通过一阶泰勒展开得到线性化系统，根据线性系统特征根来反应低频振荡模式信息。
本文首先介绍了特征根技术，根据多机电力系统线性化模型的状态矩阵计算系统的特征根和特征向量，根据频率范围和相关比判别电力系统的振荡模式。还介绍了基于轨线的模态参数辨识方法，通过Prony分析法，对给定输入信号下的响应直接估计系统的振荡频率、阻尼、幅值和相对相位进行振荡模式下的分析。
在电力系统状态估计、系统监测和稳定评估中，PMU得到了广泛的应用，然而PMU提取的电力系统信息观测量一般为代数量，在提取系统的振荡特征过程中，需明确观测量与状态量的关系，以此推导出系统的振荡模式在观测量上的右特征向量（幅值和相位）的可观性。测量到系统中所有节点电压后，通过各节点的电压信息对电力系统主导振荡模式的反应，判断电力系统的主导振荡轨迹。

关键字：低频振荡、PMU、特征根技术、振荡中心、振荡轨迹