★电力系统分析论文摘要范文电力系统分析论文摘要写

电力系统分析论文摘要范文电力系统分析论文摘要写 为了克服电力系统分析课程教学中因理论与实践脱节,从而无法适应电力工业发展的弊端,论文对本课程进行了改革探索:更新教学观念、优化教学内容,采用灵活多样的教学方法和教学手段,并将教师、学生、学校、企业与政府有机结合,构建了电力系统分析课程的实践创新培养模式,分别从教师、学生、学校、企业与政府层面展开分析.探索表明:这些改革措施能有效提高电力系统分析课程的教学质量和学生的实践创新能力. 采用仿真实例说明MATLAB仿真软件在电力系统分析课程教学中的应用,体现了计算机仿真技术在电力专业课程教学中的优势,通过演示系统的各种发展趋势,有助于学生对理论的理解,弥补了实验手段的不足,为专业课的教学提供了很好的方法,充分表明通过仿真研究可以更好的掌握电力系统分析课程中的重要概念. 现代电力系统往往需要开放式通信网络进行信息的传输,这类网络可实现大范围和大数据量的信息交换,为从全局角度分析和控制电力系统提供了可能,但基于该网络传输的信息不可避免地存在时滞,它会影响系统性能甚至导致系统失稳,在电力系统的分析和控制中需考虑这些时滞的影响.时滞系统的理论研究已经得到了大量学者的关注,并提出了一系列分析和设计方法,但将这些方法用于解决实际工程问题的研究还较少,现代时滞电力系统为理论研究提供了应用平台,可验证这些方法的有效性,并探讨这些方法的改进方向以更好地处理实际问题.本文针对时滞电力系统的小扰动稳定性和负荷频率控制开展研究,在解决这些电力系统实际问题的同时也对时滞系统理论进行完善.本文的主要研究成果如下： (1)基于自由权矩阵的电力系统时滞相关小扰动稳定分析方法 针对含时变时滞电力系统的小扰动稳定分析问题,指出现有基于频域研究存在的问题,即错误地认为定常时滞和时变时滞的时滞稳定裕度是一样的,基于Lyapunov直接法获得的时滞相关稳定判据,提出一种基于自由权矩阵的电力系统时滞相关小扰动稳定分析方法.该方法适用于更常见的时变时滞和随机时滞.针对安装不同励磁控制器的单机无穷大系统,利用所提方法计算时滞稳定裕度,分析励磁控制器相关参数与时滞稳定裕度的关系,为控制器的选择提供参考依据. (2)基于改进自由权矩阵的单区域电力系统PID型负荷频率控制的时滞相关鲁棒稳定分析方法 针对单域电力系统PID型负荷频率控制(Load Frequency Control,LFC)的稳定分析问题,建立同时考虑通信时滞和参数不确定性的结构不确定性时滞系统模型,提出一种基于改进自由权矩阵的时滞相关鲁棒稳定分析方法.该方法相比传统方法具有更低保守性且更容易计算.针对安装PI或PID控制器的单区域LFC,利用所提方法分析控制器增益和参数不确定性与系统时滞稳定裕度的关系,讨论如何利用求得的时滞稳定裕度指导控制器设计 (3)基于新型泛函和积分不等式的互联电力系统PID型LFC的时滞相关稳定分析方法 针对互联电力系统多区域PID型LFC的稳定分析问题,考虑各控制区域问联络线的功率交换,结合单区域系统模型,分别建立传统环境和现代市场化环境下的多时滞系统模型,提出一种基于新型泛函和积分不等式的多时滞相关稳定分析方法.该方法基于更低保守性且更简单的稳定判据,可获得更准确的分析结果,更适合于研究具有高维数的大规模电力系统.针对两区域和三区域的PID型LFC,利用所提方法计算时滞稳定裕度,分析不同控制区域间时滞的相互影响,获得系统的稳定域,并探讨如何根据获得的稳定域对实际LFC的某些运行条件进行预设置. (4)基于时滞相关H输出反馈控制的电力系统PID型鲁棒LFC设计方法 针对考虑通信时滞和负荷波动的电力系统PID型鲁棒LFC设计问题,采用负荷扰动描述不同控制区域间功率交换的耦合部分,建立基于静态输出反馈控制的时滞系统模型,提出一种基于时滞相关H输出反馈控制的设计方法.该方法利用改进自由权矩阵方法获取控制器的设计条件,其时滞相关性和H性能可分别保证系统对时滞和负荷扰动的鲁棒性；同时,该方法采用先计算后验证的步骤给出一种求解输出反馈控制器增益的新算法,为解决时滞系统输出反馈控制设计难题提供一种可行思路.针对三区域系统,利用所提方法设计LFC的PID控制增益,使对应的闭环系统在存在时滞、负荷扰动和参数不确定性时仍能很好地实现LFC的控制目标. (5)基于样本数据的控制系统分析与设计及其在电力系统离散LFC中的应用 针对基于Lyapunov直接法的采样控制系统分析与设计问题,提出从弱化泛函正定约束条件来降低分析保守性的新思路,获得更有效的稳定性分析方法；同时,基于先计算后验证的控制器求解步骤,提出改进的参数设定控制器求解算法.针对电力系统实际LFC的反馈信号非连续更新问题,利用所提方法验证现有基于状态反馈的控制策略是否可工作于离散模式；同时,利用所提方法设计基于状态反馈的离散LFC,使基于非连续更新反馈信号的闭环系统仍可很好地实现LFC控制目标. 电力系统分析课程作为专业基础课,在电力系统知识体系中起到承上启下的作用,但随着现代科学技术和高等教育的发展,面临课时的压缩和教学内容的增加.结合教学实践和教学研究项目,通过对该课程教学改革的探讨,提出调整和优化教学内容、改进教学方法和手段,调动学生的学习积极性、注重基础理论和实践性教学环节的培养和训练,加强学生能力培养的改革措施.这对提高教学质量,培养创新型人才具有重要意义,并且取得了一定的成效. 电力系统分析软件是电力技术、计算机技术和信息技术的有机结合,是电力系统规划、设计、运行和管理过程中不可缺少的重要工具.目前国内的电力系统图形化分析软件大都是单机版或基于C/S(客户机/服务器)模式的,同B/S(浏览器/服务器)模式相比,它们在软件安装、升级和维护等方面都存在着一些不足.充分利用计算机技术的最新成就开发基于B/S模式的电力系统图形化分析软件具有一定的现实意义和很高的使用价值. 传统的电力系统研究与信息系统研究在理论和方法上基本都是割裂的,故在现有的理论和方法框架下难以系统而深入地分析信息系统对电力系统分析与控制的影响.实现智能电网的关键之一就在于怎样将前沿的计算、通信、传感技术与电力系统紧密而有机地结合起来,而信息物理融合系统(CPS)的目标正是将物理系统和信息系统融合为新型工业系统.在此背景下,将CPS概念与电力系统特点相结合,提出电力CPS架构,利用微分代数方程组、有穷自动机、随机过程、排队论等数学工具,建立其稳态与动态模型,阐述相应的分析方法,并进一步提出电力CPS可靠性和安全性研究方向.最后,基于网络延时和丢失补偿提出了多种控制方法相结合的混合控制策略. 作为集中式发电的补充,分布式发电(Distributed Generation,简称DG)能起到削峰填谷,改善电压水平,减少网络损耗,延缓或减少输配电设备扩建,以及减轻环境污染等作用,近年来在全球范围内引起了人们极大的关注.由于DG自身的一些特殊性,含DG的系统分析方法与传统方法不完全一致,结合DG的特点研究DG并网系统的相关分析方法是当前电力研究领域的热点之一.本文致力于对该领域的关键技术问题进行研究,其内容涉及到DG系统的稳态分析、规划分析、优化分析以及动态分析等方面. 在稳态分析方面,本文首先建立了不同类型的DG在潮流计算中的数学模型,提出了包含多种DG的配电网潮流双层迭代算法和灵敏度补偿算法,对两种算法的收敛性能进行了分析和比较,算例测试表明基于灵敏度补偿的算法具有收敛快、对迭代初值不敏感的优点,接着,利用提出的算法分析了DG对配网电压分布的影响,发现不同类型的DG对系统电压支撑能力不一样,然后,在灵敏度补偿算法的基础上,结合配电网电压稳定指标定量地研究了不同类型和不同安装位置的DG对配网静态电压稳定性的影响,得到了若干重要结论. 在规划分析方面,根据电压稳定分析的结论提出了一种快速的、启发式的DG选址方法,该方法具有简单实用的特点,对实际电力系统中的DG规划具有较好的参考意义.另外,本文还研究了DG位置和容量的综合规划方法,建立了考虑经济性和安全性的DG多目标规划模型,其中目标函数由DG投资成本最小、系统网损最小和静态电压稳定裕度最大三个子目标构成,由于DG的并网增大了系统的短路电流,为了防止规划方案出现短路电流超标现象,在建立的模型中还考虑了短路电流约束.在求解方法上,引入模糊理论将不同量纲的多目标优化问题转化为单一目标的优化问题.43节点系统的测试结果表明在DG规划模型中计及短路电流约束是必要的,且按本文模型得到的DG规划方案较大地改善了系统的静态电压稳定性,使得系统能在较高的电压稳定水平下承受更大的负荷增长,这对解决规划过程中因负荷的不确定性引起的问题具有较大的意义. 在优化分析方面,主要结合DG中发展较为成熟的风力发电技术开展了研究.首先研究了含大型风电场的电力系统多时段动态优化潮流问题.为了考虑风电场风速随机变化的特点,在风速预测的基础上提出了分时段策略,结合异步发电机的无功电压特性,提出了风电系统最优潮流的改进内点算法.IEEE30节点系统的测试结果表明提出的多时段动态优化潮流对风速的随机性和间歇性具有一定的适应性.接着,研究了风电系统的经济调度问题,为了解决风速预测误差较大带来的困难,引入了模糊理论,采用模糊梯形隶属度函数来表示风电场输出功率的不确定性,在此基础上建立了风电系统动态经济调度的模糊模型.在求解方法方面,通过引入下降搜索算子对传统的粒子群优化算法(PSO)进行了改进,算例结果表明提出的改进PSO算法收敛性优于传统PSO算法,在搜索过程中具有跳出局部最优解的潜力.然后,考虑到风速具有统计特征,应用基于概率的场景决策法建立了含风电的配网无功优化模型,结合风电机组输出功率特性提出了风电系统典型场景的选取策略,并采用基于自适应权重的遗传算法来求解提出的问题,算例表明基于场景的无功优化模型在风速随机变化的条件下能够获得期望值意义上的最优方案. 最后,设计了若干典型仿真算例,通过这些算例分析了不同类型、不同穿透水平的DG对系统暂态稳定性和小扰动稳定性的影响,得到了一些有价值的结论,可以为工程实际提供参考. 综述了广域测量系统(Wide-Area Measurement System,WAMS)在电力系统稳态分析、全网动态过程记录和事后分析、电力系统动态模型辨识和模型校正、暂态稳定预测及控制、电压和频率稳定监视及控制、低频振荡分析及抑制、全局反馈控制、故障定位及线路参数测量等方面的应用.通过这些应用可以看到,WAMS给电力系统分析与控制提供了新的视角和解决方法,值得深入研究. 现代电力系统的显著特征是形成大规模互联电网.高压直流输电(HVDC)由于其许多独特的优点,在远距离输电和大型互联电网中起着很重要的作用.因此,越来越多的电力系统采用交、直流互联电网.大型电力系统互联的目的是提高发电和输电的经济可靠性,但同时也带来一系列影响电力系统运行稳定性的新因素,需要引起注意并认真加以解决.改善与提高电力系统稳定性的主要手段是控制,互联电网的可靠性更需要借助于发展先进的控制系统来予以保证.而随着HVDC和FACTS等新型装置投入电力系统,一方面大大增加了系统的可控程度,另一方面也使系统的稳定性分析和控制特性变得更为复杂,由于使用局部、无协调的控制策略,各控制器之间可能存在不稳定的相互作用,这就需要各种控制措施的综合和协调.总之,互联电网的发展使电力系统稳定性分析和控制问题变得更加突出和重要. 电力系统的发展趋势是大系统、大联网,运行调度人员要处理的数据量日益庞大.电网的运行由各级调度员调度,由于电网结构的复杂性,各级调度员调度系统运行必须依靠电力系统分析软件,依据计算结果确定各发电厂的出力、功率如何平衡、如何调控负荷、怎样发电量最经济、怎样输电量最经济、以怎样一种方式运行最为安全、