电力系统恢复中并列过程仿真研究

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上个世纪六十年代以来,各国相继发生了多起大规模停电事故,波及范围广停电时间长,严重影响了人们的正常生活,造成了巨大的社会影响和经济损失。虽然大停电事故发生的概率极小,但从根本上讲,大停电事故是不可避免的。所以,研究大停电事故后如何进行快速有效的电力系统恢复具有非常重要的意义。随着研究的深入,对电力系统恢复的研究已经由原来的黑启动阶段扩展到网架恢复阶段。其中,系统间的并列作为网架恢复的一个重要组成部分,伴随在系统恢复的整个过程中。系统的并列涉及诸多问题,并列点、并列时机的选择在很大程度上影响到电网的安全和恢复进程的快慢,应该作为网架恢复方案制定与优选的考虑因素。由于并列两网的相互影响,并列后系统会出现振荡,尤其是在恢复初期,且当两侧系统规模相当时,系统很有可能会振荡失稳。为了保证系统并列的安全,加快并列进程,减少停电损失,必须对系统并列的暂态过程进行研究和仿真分析。针对系统并列问题,本文提出了一种系统并列暂态过程的仿真方法。通过对潮流结果的调整,实现了并列操作同期装置的功能模拟与并列前电网状态的初始化设定,通过修改导纳阵实现了并列操作的开关闭合模拟,通过暂态计算前发电机转速的差异设定与全网统一频率基值的选取,保证了两网频差的体现和暂态过程中功角的正确计算。此外,考虑到不同的电网环境对并列条件的要求存在差异,本文进一步实现了对特定电网下合理并列条件的估算,并以此指导同期装置的参数整定以及并列条件的调整,以保证设定的并列条件能够更适合目前的电网状态,有利于同期装置快速准确的把握并列时机。基于本文提出的仿真方法,本文分别对山东电网利用内部电源并行恢复方案中临沂和日照子系统间的系统并列、利用河北黄骅和辛安站外部电源恢复时500kV骨干网架的环网并列搭建了模型并进行仿真,校验了并列操作的安全性和方案的可行性;通过大量的仿真分析了影响并列过程的主要因素,并提出了一些相应的电网调整的措施。仿真结果显示,本文提出的措施正确有效。本文最后还对山东电网黑启动试验系统与山东主网运行系统的并列过程进行了仿真计算,校验并列操作的安全性,并估算了最佳并列条件。通过仿真计算,提出了一些改进措施,例如,适当增大试验系统频率,使其高于主网系统,且采取相应措施保证试验系统频率稳定;增大同期装置相角差的设定值等措施。通过与试验数据比较,证实了仿真结论与对策的有效性。
中文摘要第8-10页
ABSTRACT第10-11页
第一章 绪论第12-21页
    1.1 背景和意义第12-13页
    1.2 电力系统恢复的主要研究领域及研究现状第13-19页
        1.2.1 恢复阶段的划分第13-14页
        1.2.2 黑启动研究现状第14-16页
        1.2.3 网架恢复研究现状第16-18页
        1.2.4 系统并列研究现状第18-19页
    1.3 本文的主要研究内容第19-21页
第二章 并列仿真方法与并列条件估计第21-44页
    2.1 并列问题描述第21-23页
        2.1.1 并列操作的分类第21页
        2.1.2 并列操作的基本要求第21-23页
    2.2 系统并列仿真方法与实现第23-31页
        2.2.1 仿真原理介绍第23-25页
        2.2.2 数学模型及求解方法第25-26页
        2.2.3 并列操作的处理第26页
        2.2.4 基本流程第26-28页
        2.2.5 仿真实现第28-31页
    2.3 环网并列仿真方法与实现第31-33页
        2.3.1 仿真方法介绍第31-32页
        2.3.2 仿真实现第32-33页
    2.4 并列条件估计与电网调整第33-42页
        2.4.1 系统并列影响因素分析第33-40页
        2.4.2 并列条件估算第40-41页
        2.4.3 电网调整第41-42页
    2.5 小结第42-44页
第三章 并列过程仿真及结果分析第44-59页
    3.1 系统并列仿真第44-49页
        3.1.1 仿真系统介绍第44-45页
        3.1.2 仿真结果及分析第45-47页
        3.1.3 并列条件的调整第47-49页
    3.2 环网并列仿真第49-57页
        3.2.1 仿真系统介绍第49-51页
        3.2.2 仿真结果及分析第51-55页
        3.2.3 并列条件的调整第55-57页
    3.3 小结第57-59页
第四章 山东电网黑启动试验并列过程研究第59-69页
    4.1 试验系统介绍第59-60页
    4.2 仿真校验分析第60-64页
    4.3 试验数据分析第64-67页
    4.4 小结第67-69页
第五章 结论第69-71页
参考文献第71-76页
致谢第76-77页
攻读硕士学位期间发表的论文第77-78页
学位论文评阅及答辩情况表第78页
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