电力系统强迫振荡扰动源定位方法研究开题报告

1. 研究目的与意义

在西电东送、南北互联的基本格局下，我国将逐渐形成全国互联的大规模电网，这使得系统结构越来越复杂，系统中的功率扰动源数量也日益增多。强迫振荡理论认为当系统持续的周期性扰动频率接近系统固有振荡频率时，会引起系统谐振，导致大幅度的功率振荡，可能造成互联电网的大范围失稳。强迫振荡在扰动源切除后可以很快平息，因此抑制该类振荡最快速有效的方法就是定位扰动源并对其进行控制。因此，探索强迫振荡扰动源定位方法对维护电网安全稳定运行具有重大意义。

研究表明，这些低频振荡主要由系统强迫振荡引发。本文进行了基于振荡能量的低频振荡分析，通过网络中的振荡能量评估元件的阻尼特性，定位负阻尼发电机和外施周期性扰动的位置，利用能量流定位振荡源

2. 课题关键问题和重难点

1、本课题关键问题

本课题研究的关键问题是，如何对电力系统强迫振荡扰动源进行定位，如何构建各种模型的能量函数，如何构建仿真环境进行验证，从而实现对于强迫振荡机理的低频振荡的抑制，使电网能保持安全稳定的运行状态。

2、本课题难点

3. 国内外研究现状（文献综述）

本次毕业设计需主要调研有关两个方面的内容。第一，电力系统强迫振荡分析；第二，电力系统强迫振荡扰动源的定位方法。针对上述几个方面，在深刻领会任务书要求的基础上，对其展开了一定量的文献调研，目前已查阅相关文献15篇，其中，中文文献13篇，外文文献2篇，现综述如下：

1、电力系统强迫振荡分析

目前已有的研究情况显示，电力系统中出现低频振荡的起因主要有两方面：首先，由于系统调节器的作用,基于线性系统理论可知,系统的特征根发生变化且产生附加的负阻尼,抵消了系统的固有正阻尼,导致增幅振荡。其次，系统的输入或扰动信号与系统的自然频率存在某种特定关系时会诱发谐振[1]。本文主要研究的即第二种情况。

4. 研究方案

1、强迫振荡机理分析与判别

为解释近年来电网中出现的不符合负阻尼机理的低频振荡现象，研究人员提出了强迫振荡机理。其主要思路为：当发电机组收到外界扰动，且该扰动幅值一定，频率与系统固有频率相近或相等，系统将被迫发生低频振荡现象。同时，该低频振荡频率与扰动源频率呈现强相关趋势，且具有以下特点：起振快、起振后保持等幅同步振荡、失去振荡源后迅速衰减。

（1）强迫振荡基本理论

5. 工作计划