代價(jià)敏感極端學(xué)習(xí)機(jī)的電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定評(píng)估方法

目前,利用數(shù)據(jù)挖掘方法進(jìn)行電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定評(píng)估的研究,對(duì)結(jié)果中不穩(wěn)定樣本被誤判為穩(wěn)定樣本的情況重視不足,不符合電網(wǎng)運(yùn)行對(duì)安全性的要求。針對(duì)該問題,文中提出了安全域概念下基于多支持向量機(jī)綜合的電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定評(píng)估方法。該方法首先利用網(wǎng)格法對(duì)支持向量機(jī)進(jìn)行參數(shù)尋優(yōu),然后選取分類準(zhǔn)確率高的若干組支持向量機(jī)參數(shù),在這些參數(shù)下訓(xùn)練支持向量機(jī),最后對(duì)訓(xùn)練得到的支持向量機(jī)進(jìn)行綜合,實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定評(píng)估。對(duì)仿真系統(tǒng)的分析表明,文中提出的方法能夠充分利用不同參數(shù)的支持向量機(jī)提供的有用信息,大量減少"誤判穩(wěn)定"樣本的個(gè)數(shù),可以對(duì)應(yīng)用數(shù)據(jù)挖掘理論進(jìn)行電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定評(píng)估的實(shí)際應(yīng)用提供有益的參考。

電力系統(tǒng)暫態(tài)分析 講義 powersystemtransientanalysislecture teachingmaterial：《電力系統(tǒng)暫態(tài)分析》第二版，李光琦編 classhour：51 applyingclass：電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)2001級(jí) teacher：杭乃善 目錄 緒論············································································1 第一章電力系統(tǒng)故障分析的基本知識(shí)·············································1 第一節(jié)概述··························································1 第二節(jié)標(biāo)幺制···················

電力系統(tǒng)仿真研究中常采用簡(jiǎn)化的理想水輪機(jī)模型,水輪機(jī)詳細(xì)模型對(duì)于電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定分析結(jié)果的影響尚有待研究。文中介紹了水輪機(jī)的三種線性模型和三種非線性模型,包括基于全特性曲線的水輪機(jī)模型、水輪機(jī)內(nèi)特性模型、水輪機(jī)簡(jiǎn)化解析非線性模型、基于模型綜合特性曲線的水輪機(jī)線性化模型、基于水輪機(jī)內(nèi)特性解析的線性化模型、理想水輪機(jī)模型。針對(duì)不同水輪機(jī)詳細(xì)模型對(duì)電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定分析結(jié)果的影響和適用范圍進(jìn)行了仿真比較分析。仿真結(jié)果表明不同的水輪機(jī)詳細(xì)模型對(duì)電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定分析結(jié)果的影響不大;電力系統(tǒng)的暫態(tài)過程對(duì)水力系統(tǒng)來說不一定是大擾動(dòng);不同的水輪機(jī)詳細(xì)模型得出的電力系統(tǒng)中、長(zhǎng)期暫態(tài)穩(wěn)定仿真結(jié)果是不同的,因此在進(jìn)行中、長(zhǎng)期暫態(tài)穩(wěn)定仿真分析時(shí)應(yīng)采用水輪機(jī)詳細(xì)模型。

儲(chǔ)能是未來高比例可再生能源系統(tǒng)的關(guān)鍵支撐技術(shù)之一,科學(xué)的評(píng)價(jià)方法是衡量其價(jià)值的重要依據(jù)。首先,提出儲(chǔ)能的系統(tǒng)價(jià)值評(píng)估方法,全面分析其在電力系統(tǒng)中的價(jià)值構(gòu)成,包括直接價(jià)值和間接價(jià)值。并給出儲(chǔ)能多重應(yīng)用的協(xié)同效應(yīng)矩陣,分析儲(chǔ)能系統(tǒng)價(jià)值的特征,全面評(píng)估和衡量?jī)?chǔ)能的多重應(yīng)用價(jià)值。然后,建立儲(chǔ)能同時(shí)應(yīng)用在削峰填谷、平滑可再生能源和提高供電可靠性的多重價(jià)值評(píng)估模型,以設(shè)備使用率、靜態(tài)投資回收期和盈利能力指數(shù)作為儲(chǔ)能的系統(tǒng)價(jià)值評(píng)估指標(biāo)。最后,以garver6節(jié)點(diǎn)測(cè)試系統(tǒng)作為算例,計(jì)算不同容量配置下儲(chǔ)能的系統(tǒng)價(jià)值,驗(yàn)證系統(tǒng)價(jià)值評(píng)估方法的正確性和有效性。

分析了電力系統(tǒng)暫態(tài)失穩(wěn)的機(jī)理,提出了以切機(jī)作為手段的暫態(tài)穩(wěn)定緊急控制策略,建立了故障類型、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、負(fù)荷水平、故障分布、故障在線路的位置、故障切除時(shí)間等6個(gè)影響電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性的隨機(jī)因素的概率分布模型,最后提出了考慮上述隨機(jī)因素的暫態(tài)失穩(wěn)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估算法。該算法以蒙特卡洛模擬為基礎(chǔ),以切機(jī)期望的方差系數(shù)作為抽樣結(jié)束的判據(jù)。仿真結(jié)果表明切機(jī)期望作為系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)衡量指標(biāo)是合理的,負(fù)荷水平和故障切除時(shí)間對(duì)風(fēng)險(xiǎn)有明顯影響,其他因素的影響很小。

針對(duì)電力系統(tǒng)發(fā)生大擾動(dòng)后發(fā)電機(jī)功角軌線變化與距離故障點(diǎn)遠(yuǎn)近有關(guān)的特點(diǎn),將交互式多模型(imm)自適應(yīng)跟蹤算法成功地用于預(yù)測(cè)電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性。該自適應(yīng)imm算法采用機(jī)動(dòng)目標(biāo)\"當(dāng)前\"統(tǒng)計(jì)模型、常加速度模型和常速度模型交互作用構(gòu)成。文中詳細(xì)描述了自適應(yīng)imm算法的實(shí)現(xiàn)步驟,并應(yīng)用于發(fā)電機(jī)功角跟蹤預(yù)測(cè)過程中,通過仿真結(jié)果驗(yàn)證了所提算法的實(shí)用性。

　　　　　　　　　　 收稿日期：２０１０－１１－１７ 基金項(xiàng)目：國(guó)家自然科學(xué)基金青年基金（５０７０７０２１） 通訊作者：林　濤（１９６９－），男，教授，博士生導(dǎo)師．主要從事電力系統(tǒng)運(yùn)行與控制、電力系統(tǒng)繼電保護(hù)與自動(dòng)裝置、分布式發(fā)電與智能電 網(wǎng)及電能質(zhì)量分析與控制等的研究；ｅ－ｍａｉｌ：ｔｌｉｎ＠ｗｈｕ．ｅｄｕ．ｃｎ 第２５卷第４期 ２０１０年１２月 電力科學(xué)與技術(shù)學(xué)報(bào) ｊｏｕｒｎａｌ?。铮妗。澹椋澹悖簦颍椋恪。穑铮鳎澹颉。螅悖椋澹睿悖濉。幔睿洹。簦澹悖瑁睿铮欤铮纾?ｖｏｌ．２５ｎｏ．４ ｄｅｃ．２０１０　 電力系統(tǒng)脆弱性評(píng)估方法研究綜述 林　濤 １，范杏元１，徐遐齡２ （１．武漢大學(xué)電氣工程學(xué)院，湖北武漢?。矗常埃埃罚?；２．華中電網(wǎng)有限公司調(diào)度通訊中心，湖北武漢?。矗常埃埃罚罚?摘　要：電力系統(tǒng)脆弱性是目前智能電網(wǎng)的研究熱

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第2章作業(yè)參考答案 2-1為何要對(duì)同步發(fā)電機(jī)的基本電壓方程組及磁鏈方程組進(jìn)行派克變換？ 答：由于同步發(fā)電機(jī)的定子、轉(zhuǎn)子之間存在相對(duì)運(yùn)動(dòng)，定轉(zhuǎn)子各個(gè)繞組的磁 路會(huì)發(fā)生周期性的變化，故其電感系數(shù)（自感和互感）或?yàn)?倍或?yàn)?倍轉(zhuǎn)子角 θ的周期函數(shù)（θ本身是時(shí)間的三角周期函數(shù)），故磁鏈電壓方程是一組變系數(shù)的 微分方程，求解非常困難。因此，通過對(duì)同步發(fā)電機(jī)基本的電壓及磁鏈方程組進(jìn) 行派克變換，可把變系數(shù)微分方程變換為常系數(shù)微分方程。 2-2無阻尼繞組同步發(fā)電機(jī)突然三相短路時(shí)，定子和轉(zhuǎn)子電流中出現(xiàn)了哪些分 量？其中哪些部分是衰減的？各按什么時(shí)間常數(shù)衰減？試用磁鏈?zhǔn)睾阍碚f明 它們是如何產(chǎn)生的？ 答：無阻尼繞組同步發(fā)電機(jī)突然三相短路時(shí)，定子電流中出現(xiàn)的分量包含： a）基頻交流分量(含強(qiáng)制分量和自由分量)，基頻自由分量的衰減時(shí)間常數(shù) 為td’。 b）直流分量（自由分量），其衰減

1-2-1解：kvumvab110,30s2b （1）精確計(jì)算：;157.0;62.2,6.6;81.1,55.923311kaikaikvukaikvubbbbb （2）近似計(jì)算：;151.0;75.2,3.6;65.1,5.1023311kaikaikvukaikvubbbbb 1-3-1解（此處6.3kv為相電壓，而例1-4的6.3kv為線電壓）： 例4-1已求出每條電纜（包括電抗器）943.0z，鋪設(shè)3條；6.57 505.0 797.01 tg （1）kaim45.9 943.0 3.6 2。 （2）005.037.8)6.27cos(45.9 t aeti 005.099.7)6.147cos(45.9 t beti， 005.0379.0)3.92cos(45.9 t ceti （3） kaita3

第一章 1-2-1對(duì)例1-2，取kv1102bu，mvasb30,用準(zhǔn)確和近似計(jì)算法計(jì)算參數(shù)標(biāo) 幺值。 解：①準(zhǔn)確計(jì)算法： 選取第二段為基本段，取kv1102bu，mvasb30，則其余兩段的電壓基準(zhǔn)值分 別為： 9.5kvkv110 121 5.10 211bbuku kv6.6 6.6 110 110 2 2 3k uubb 電流基準(zhǔn)值： ka u s i b b b8.1 5.93 30 31 1 ka u s i b b b16.0 1103 30 32 2 3 3 30 2.62 336.6 b b b s ika u 各元件的電抗標(biāo)幺值分別為： 發(fā)電機(jī)：32.0 5.9 30 30 5.10 26.02 2 1x 變壓器1t：121.0 5.31 30 110 121 105.022 2 2x 輸電線路：079.0

長(zhǎng)沙理工大學(xué)擬題紙 課程編號(hào)003023擬題教研室（或老師）簽名馬士英教研室主任簽名 課程名稱（含檔次）電力系統(tǒng)暫態(tài)分析（c卷）專業(yè)層次（本、專）本科 專業(yè)電氣工程及其自動(dòng)化考試方式（開、閉卷）閉卷 一、判斷題（下述說法是否正確，在你認(rèn)為正確的題號(hào)后打“√”，錯(cuò)誤的打“×”，每小題2分， 共20分） 1、分析電力系統(tǒng)機(jī)電暫態(tài)過程時(shí)，通常認(rèn)為電磁暫態(tài)過程已經(jīng)結(jié)束，即不再考慮發(fā)電機(jī)內(nèi)部的 電磁暫態(tài)過程。（） 2、短路沖擊電流出現(xiàn)在短路發(fā)生后約半個(gè)周期。（） 3、不管發(fā)電機(jī)的各個(gè)繞組是由超導(dǎo)體還是非超導(dǎo)體構(gòu)成，短路電流中的非周期分量都將逐漸衰 減到零。（） 4、當(dāng)發(fā)電機(jī)定子繞組之間的互感系數(shù)為常數(shù)時(shí)，發(fā)電機(jī)為隱極機(jī)。（） 5、abc三相系統(tǒng)中的非周期分量變換到dq0系統(tǒng)中為基頻交流分量。（） 6、電力系統(tǒng)發(fā)生不對(duì)稱短路時(shí)

第一章電力系統(tǒng)分析基礎(chǔ)知識(shí) 1-2-1對(duì)例1-2，取kv1102bu，mvasb30,用準(zhǔn)確和近似計(jì)算法計(jì)算參數(shù)標(biāo)幺值。 解：①準(zhǔn)確計(jì)算法： 選取第二段為基本段，取kv1102bu，mvasb30，則其余兩段的電壓基準(zhǔn)值分 別為：9.5kvkv110 121 5.10 211bbuku kv6.6 6.6 110 110 2 2 3k uubb 電流基準(zhǔn)值： ka u si b b b8.1 5.93 30 31 1 ka u s i b b b16.0 1103 30 32 2 各元件的電抗標(biāo)幺值分別為： 發(fā)電機(jī)：32.0 5.9 30 30 5.10 26.02 2 1x 變壓器1t：121.05.31 30 110 121 105.022 2 2x 輸電線路：079.0 110 30 804.023x 變壓器2t：21

電力系統(tǒng)暫態(tài)分析(第三版）李光琦習(xí)題解答 第一章電力系統(tǒng)分析基礎(chǔ)知識(shí) 1-2-1對(duì)例1-2，取kv1102bu，mvasb30,用準(zhǔn)確和近似計(jì)算法計(jì)算參數(shù)標(biāo)幺值。 解：①準(zhǔn)確計(jì)算法： 選取第二段為基本段，取kv1102bu，mvasb30，則其余兩段的電壓基準(zhǔn)值分別為： 9.5kvkv110 121 5.10 211bbuku kv6.6 6.6 110 110 2 2 3k u ubb 電流基準(zhǔn)值： ka u s i b b b8.1 5.93 30 31 1 ka u s i b b b16.0 1103 30 32 2 各元件的電抗標(biāo)幺值分別為： 發(fā)電機(jī)：32.0 5.9 30 30 5.1026.02 2 1x 變壓器1t： 2 22 12130 0.1050.121 1

電力系統(tǒng)暫態(tài)分析(第三版）李光琦習(xí)題解答 第一章電力系統(tǒng)分析基礎(chǔ)知識(shí) 1-2-1對(duì)例1-2，取kv1102bu，mvasb30,用準(zhǔn)確和近似計(jì)算法計(jì)算參數(shù)標(biāo)幺值。 解：①準(zhǔn)確計(jì)算法： 選取第二段為基本段，取kv1102bu，mvasb30，則其余兩段的電壓基準(zhǔn)值分別為： 9.5kvkv110 121 5.10 211bbuku kv6.6 6.6 110 110 2 2 3k uubb 電流基準(zhǔn)值： ka u s i b b b8.1 5.93 30 31 1 ka u s i b b b16.0 1103 30 32 2 各元件的電抗標(biāo)幺值分別為： 發(fā)電機(jī)：32.0 5.9 30 30 5.10 26.02 2 1x 變壓器1t： 2 22 12130 0.1050.121 1

現(xiàn)有模型誤差分析方法準(zhǔn)確度低,借鑒層次分析法的思想,提出一種電力系統(tǒng)暫態(tài)模型評(píng)價(jià)方法。該評(píng)價(jià)方法以暫態(tài)響應(yīng)中各正弦分量的幅值、頻率、相位和衰減因子作為評(píng)價(jià)指標(biāo),對(duì)暫態(tài)響應(yīng)中各正弦分量的模擬準(zhǔn)確度進(jìn)行評(píng)價(jià),然后通過各正弦分量評(píng)價(jià)結(jié)果的線性加權(quán)實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)暫態(tài)模型的總體評(píng)價(jià)。最后利用仿真驗(yàn)證了該評(píng)價(jià)方法的正確性與可行性。該方法合理地利用了暫態(tài)信號(hào)由若干正弦信號(hào)相互疊加的特點(diǎn),更適用于電力系統(tǒng)暫態(tài)分析,且該方法采用定性與定量相結(jié)合的方式確定各指標(biāo)的相對(duì)權(quán)重,在保證了評(píng)價(jià)方法客觀性的同時(shí)提高了該方法的適用性。

采用多任務(wù)多機(jī)分?jǐn)偛⑿杏?jì)算的模式,利用計(jì)算機(jī)集群實(shí)現(xiàn)了一種求取電網(wǎng)暫態(tài)穩(wěn)定風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)的方法。首先提出了一種用于電力系統(tǒng)暫態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的指標(biāo),利用該指標(biāo)的可加和性,將求取故障極限切除時(shí)間的海量計(jì)算任務(wù)分配到計(jì)算機(jī)集群的節(jié)點(diǎn)上進(jìn)行并行計(jì)算,然后在協(xié)調(diào)機(jī)上匯總計(jì)算結(jié)果得到綜合的全系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)。該方法既可用于運(yùn)行方式部門進(jìn)行離線的暫態(tài)安全分析,又可供調(diào)度人員進(jìn)行在線暫態(tài)穩(wěn)定風(fēng)險(xiǎn)的快速預(yù)警。

傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)暫態(tài)電壓穩(wěn)定性分析都是采用確定性分析方法。這種方法以最嚴(yán)重但發(fā)生概率較低的故障來對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行電壓穩(wěn)定的校驗(yàn),其結(jié)果過于保守。風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的方法能較好地克服以上缺點(diǎn)。提出了一種計(jì)及多種不確定因素的暫態(tài)電壓穩(wěn)定風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法。該方法將防止系統(tǒng)暫態(tài)電壓崩潰而采取的控制措施造成的控制成本作為系統(tǒng)失去暫態(tài)穩(wěn)定性的嚴(yán)重度,并基于所得到的風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)對(duì)事故進(jìn)行了篩選與排序。ieee-9節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)的評(píng)估結(jié)果證明了所提方法的可行性。

以小浪底水電站為對(duì)象建立了用于電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定分析的不同形式的水力系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型,包括不均勻單管剛性水擊模型和彈性水擊模型以及計(jì)及機(jī)組間水力耦合的兩元輸水系統(tǒng)彈性水擊模型、水輪機(jī)的線性化模型和非線性模型。利用電力系統(tǒng)分析綜合程序提供的用戶自定義模型功能對(duì)河南電網(wǎng)進(jìn)行了暫態(tài)過程仿真,分析了不同水力系統(tǒng)模型以及水力耦合對(duì)電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性的影響。

第一章電力系統(tǒng)分析基礎(chǔ)知識(shí) 1-2-1對(duì)例1-2，取kv1102bu，mvasb30,用準(zhǔn)確和近似計(jì)算法計(jì)算參數(shù)標(biāo)幺值。 解：①準(zhǔn)確計(jì)算法： 選取第二段為基本段，取kv1102bu，mvasb30，則其余兩段的電壓基準(zhǔn)值分 別為：9.5kvkv110 121 5.10 211bbuku kv6.6 6.6 110 110 2 2 3k uubb 電流基準(zhǔn)值： ka u si b b b8.1 5.93 30 31 1 ka u s i b b b16.0 1103 30 32 2 各元件的電抗標(biāo)幺值分別為： 發(fā)電機(jī)：32.0 5.9 30 30 5.10 26.02 2 1x 變壓器1t：121.0 5.31 30 110 121 105.022 2 2x 輸電線路：079.0 110 30804.023x 變壓器2t：21

第一章電力系統(tǒng)分析基礎(chǔ)知識(shí) 1-2-1對(duì)例1-2，取kv1102bu，mvasb30,用準(zhǔn)確和近似計(jì)算法計(jì)算參數(shù)標(biāo)幺值。 解：①準(zhǔn)確計(jì)算法： 選取第二段為基本段，取kv1102bu，mvasb30，則其余兩段的電壓基準(zhǔn)值分 別為：9.5kvkv110 121 5.10 211bbuku kv6.6 6.6 110 110 2 2 3k uubb 電流基準(zhǔn)值： ka u si b b b8.1 5.93 30 31 1 ka u s i b b b16.0 1103 30 32 2 各元件的電抗標(biāo)幺值分別為： 發(fā)電機(jī)：32.0 5.9 30 30 5.10 26.02 2 1x 變壓器1t：121.0 5.31 30 110 121 105.022 2 2x 輸電線路：079.0 110 30804.023x 變壓器2t：21

1 第2章作業(yè)參考答案 2-1為何要對(duì)同步發(fā)電機(jī)的基本電壓方程組及磁鏈方程組進(jìn)行派克變換？ 答：由于同步發(fā)電機(jī)的定子、轉(zhuǎn)子之間存在相對(duì)運(yùn)動(dòng)，定轉(zhuǎn)子各個(gè)繞組的 磁路會(huì)發(fā)生周期性的變化，故其電感系數(shù)（自感和互感）或?yàn)?倍或?yàn)?倍轉(zhuǎn)子 角θ的周期函數(shù)（θ本身是時(shí)間的三角周期函數(shù)），故磁鏈電壓方程是一組變系 數(shù)的微分方程，求解非常困難。因此，通過對(duì)同步發(fā)電機(jī)基本的電壓及磁鏈方程 組進(jìn)行派克變換，可把變系數(shù)微分方程變換為常系數(shù)微分方程。 2-2無阻尼繞組同步發(fā)電機(jī)突然三相短路時(shí)，定子和轉(zhuǎn)子電流中出現(xiàn)了哪些分 量？其中哪些部分是衰減的？各按什么時(shí)間常數(shù)衰減？試用磁鏈?zhǔn)睾阍碚f明 它們是如何產(chǎn)生的？ 答：無阻尼繞組同步發(fā)電機(jī)突然三相短路時(shí)，定子電流中出現(xiàn)的分量包含： a）基頻交流分量(含強(qiáng)制分量和自由分量)，基頻自由分量的衰減時(shí)間常數(shù) 為td’。 b）直流分量（