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继电保护在线整定中最小断点集的快速求取方法研究

作　者: 晋龙兴
导　师: 李银红
学　校: 华中科技大学
专　业: 电力系统及其自动化
关键词: 在线整定最小断点集结构脆弱性在线校核电网分区
分类号: TM77
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

互联电网运行方式灵活多变，继电保护离线整定模式的弊端日益凸显，其不合理定值已成为导致停电事故发生的重大安全隐患。在线整定能够彻底解决这一问题，引起了学者的广泛研究。断点集既是在线整定中占用时间较长的关键计算步骤，也是影响保护定值性能的重要因素，快速求取最优断点集是在线整定中最重要的研究方向之一。若直接在线求取最优断点集，则难以满足实时应用的要求。为此，本文将在线整定中最优断点集的求取问题转换为最小断点集的“离线求取、离线评估、在线更新”，主要研究内容如下：提出了一种计及空间分布特性的最小断点集优化求取方法。该方法将最小断点集的空间分立特性和聚类特性与二进制粒子群算法结合，实现了全网最小断点集的并行求取，大幅度提高了算法的收敛速度和成功率。再利用对称特性，就可容易取得多组位置差异较大的最小断点集。在上述研究的基础上，建立了最小断点集的结构脆弱性评估模型。该模型将断点的脆弱性评估转换为断点所在线路的结构脆弱性评估。提出了融合介数中心性和接近中心性两种测度的结构脆弱性评估指标，该指标能够全面地反映线路退出后对潮流转移的影响。根据此模型可有效评估得到脆弱性最低的最小断点集。将离线评估得到的最小断点集应用于在线整定，提出了适用于任意拓扑结构变更的最小断点集更新方法。该方法推导了线路投退和母联开关开合后断点的演化规律。根据此规律与整定配合顺序的等价关系，将其映射为保护关联矩阵的相关计算，实现了最小断点集的快速更新。同时，在任意拓扑结构变更的情况下，均能保证更新后的断点集为最小(或极小)断点集。此外，在线校核也是继电保护整定计算领域的研究热点。为提高在线校核并行计算的效率，提出了一种基于虚拟节点阻抗矩阵和边界节点迁移的电网最优分区方法。该方法利用启发式聚类规则对虚拟节点阻抗矩阵元素进行节点聚类，可快速实现电网的初始分区；在此基础上，以并行校核时间最短为目标函数对初始分区的边界节点进行迁移，保证了分区结果具有较高的并行计算效率。整个分区方法具有近似线性的时间复杂度，计算速度快。

全文目录

摘要  4-6
ABSTRACT  6-11
1 绪论  11-18
  1.1 引言  11-12
  1.2 最小断点集的研究现状  12-15
  1.3 电网最优分区的研究现状  15-16
  1.4 本文所做的工作及章节安排  16-18
2 计及空间分布特性的最小断点集优化求取方法  18-35
  2.1 引言  18
  2.2 断点的图论性质  18-21
  2.3 MBPS 的空间分布特性  21-25
  2.4 计及空间分布特性的 MBPS 优化求取方法  25-29
  2.5 算例  29-34
  2.6 本章小结  34-35
3 基于多中心性测度的最小断点集脆弱性评估方法  35-48
  3.1 引言  35
  3.2 复杂网络介数和电气介数  35-39
  3.3 基于多中心性测度的结构脆弱性指标  39-41
  3.4 最小断点集的结构脆弱性评估方法  41-43
  3.5 算例  43-47
  3.6 本章小结  47-48
4 适用于任意拓扑结构变更的最小断点集更新方法  48-63
  4.1 引言  48
  4.2 MBPS 更新的理论基础  48-49
  4.3 拓扑结构变更后简单回路变化的特性  49-52
  4.4 拓扑结构变更后断点的演化规律  52-55
  4.5 MBPS 的更新方法  55-58
  4.6 算例  58-62
  4.7 本章小结  62-63
5 基于虚拟节点阻抗矩阵和边界节点迁移的在线校核分区方法  63-76
  5.1 引言  63
  5.2 继电保护在线校核分区图论模型  63-65
  5.3 基于虚拟节点阻抗矩阵的分区方法  65-68
  5.4 边界节点迁移方法  68-71
  5.5 分区方法的工程应用问题分析  71-73
  5.6 算例  73-75
  5.7 本章小结  75-76
6 总结与展望  76-78
  6.1 全文总结  76-77
  6.2 工作展望  77-78
致谢  78-79
参考文献  79-85
附录 1 攻读硕士学位期间发表论文目录  85-86
附录 2 攻读硕士学位期间参与的科研项目  86

继电保护在线整定中最小断点集的快速求取方法研究

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