电力系统运行控制的研究分析_开题报告

    随着我国经济发展水平的不断提高，电力行业得到飞速发展，电力系统的运行也更加高效和安全，各行各业电力能源需求的不断增加，供电范围在不断扩大。另外近年来，我国电力系统开始向大机组、大电网、高压及超高压的方向发展，不仅规模不断的扩大，同时输电的距离也在不断的延长，使跨省、区的大型电力网得到实现，取得了良好的经济效益，但同时也带来了一些弊端，长距离的电力网在运行时的稳定性越来越受到广泛的关注。近年来，目前我国部分地区频繁出现的停电拉闸现象，电源供应紧张是其中的一个原因，但另一个原因则是电力系统安全运行的问题。因此，对电力系统运行控制方法研究对于提高电力系统安全具有重要意义。

国外研究现状

在研究本文之前研究了刘吉臻等著的《新能源电力系统控制技术与优化》、吴捷等著的《现代控制技术在电力系统控制中的应用（一）》、昆德著《电力系统稳定与控制（影印版）》等文献，综合几篇文献的内容总结出国外的电力系统控制技术研究现状。

改善电力系统的控制方法研究已有近50 年的历史, 过去一直集中在发电机的励磁控制与调速控制方面。随着电力电子技术的发展, 柔性输电技术( FACTS) 的出现, 很多控制理论的研究成果已经广泛应用于FACTS 控制系统中。发电厂和电力网络控制系统的控制理论与电厂和电网的发展规模是紧密相联系的。50 年代当发电机容量小, 电网供电规模不大时, 电力系统的控制常以PID 控制为主要的控制手段。

70 年代发电机容量逐渐增加, 而电网结构又比较薄弱, 电力系统稳定问题主要表现为静态不稳定或出现了不同频率的振荡, 由此基于频域设计和时域设计的线性多变量控制理论被引入到发电机励磁控制设计中。在发电机励磁控制方面, 相继出现了电力系统稳定器( PSS)和线性最优励磁控制器, 而后这些方法被应用到电力系统其他各种控制设计中( 如HVDC, FACT S等) 。随着电力网络建设加快, 电力系统中静态稳定问题和功率振荡问题已逐步得到缓解, 提高电力系统的暂态稳定性已成为电力系统控制的主要任务。由于电力系统暂态稳定控制是一类典型的非线性控制问题, 由此把各种非线性控制理论引入到电力系统暂态稳定控制研究中, 相继提出了发电机和电力网络中各控制系统的非线性控制方法。但这些设计方法仅限于电力系统的固定模型和参数, 因此当电力系统中存在着外部扰动或参数的不确定性时, 电力系统非线性控制设计方法仍然得不到最好的控制效果, 由此产生了电力系统的鲁棒控制理论的研究,这一设计理论已受到电力系统控制研究领域的重视。针对非线性H ∞领域中的一种在工程上有特殊重要性的问题——非线性L 2 增益干扰抑制问题, 目前的研究主要包括基于无源性的递推设计方法。值得注意的是, 随着Hamiltonian 理论的成熟和引入,必将为电力系统的研究注入新的活力。

国外的电力系统控制系统的发展经历了很长的一段时间，取得了很多先进的经验和成果。美国华盛顿大学研发了logic-basedsystem和knowledge-basedsystem原理的智能系统，就是通过AO实施故障排查和安全性能评估，对电力系统进行维护。美国PJM公司的的AC2系统advancedcontrolcenter，AC2是美国pjm公司开发的一种的先进控制系统，它集成了资产和资源，可以实现同步、模块化，可延伸的功能。保证了业务的连贯性和可后续操作，大大地提升了系统的安全性能。美国电力科学研究院智能控制中心，该中心研发的智能电网包括了智能化的控制中心、变电站和一次输电网。该电网的智能控制中心基于GIS，实现可视化、交互能力加强的优势，可以进行实时分析评估。

（二）国内研究现状

我国的国家电力中心也在致力于智能化的电力系统，2008年2月正式开启了智能电系统的开发研究[，推出了智能化技术支持系统基础平台及高级应用功能。为了预防电网的大面积停电，保持电力系统稳定安全运行中国国家电网电力科学院开发了“时空协调”的大规模停电的防御性系统。

祖月红等在《电力系统中的现代控制技术》的研究中提出了现代控制技术有模糊逻辑控制技术、神经网络控制技术鲁棒控制技术。

肖成刚在《浅谈电力系统控制方法》中将电力系统的控制技术分为四个阶段：古典控制理论、现代控制原理、非线性控制原理、人工智能控制理论。

在文中肖成刚还提到，电力系统控制把我气工艺过程非常快速的特点，光电一体化技术的应用将是一个发展方向光与电子技术的结合用光代替信息技术的电子、人工智能技术都是发展方向。

    我国电力系统虽然已经全国联网，但是系统负荷容量的增大，为我国的电力系统运行状态提出更高的要求，不完善的电力系统致使部分地区停电，给人们生活带来不便，造成经济损失，为对电力系统实现安全控制，已提出智能化控制的概念，并对算法有一定研究，但是有些理论算法缺乏实质性的应用。此外电力系统稳定运行还需要依赖运行管理人员，需要提高电力运行管理人员的素质

（三）电力系统运行控制意义

1.保障电力系统运行安全；

2.保障电能负荷质量标准；

3.保证电力系统运行的经济性；

4.保证复核环境保护的要求。

（四）本文研究方向

本文对电力系统的运行状态进行分析，说明对电力系统进行控制的意义。分析现有的电力系统控制方法，阐述未来电力系统控制的发展趋势。    

二、^范文提纲

1电力系统运行控制概论

1.1电力系统运行状态分析

1.2电力系统作用

1.3电力系统控制技术

现今电力系统控制方法分析

2.1线性最优控制

2.2鲁棒控制

2.3变结构控制

3.电力系统控制发展趋势

3.1未来电力系统控制发展要求

3.2电力系统控制方法发展趋势

三、参考文献

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