電力系統(tǒng)靜態(tài)電壓穩(wěn)定域的可視化方法研究.pdf

1、20世紀(jì)80年代以來,隨著電力系統(tǒng)規(guī)模的不斷擴(kuò)大,電壓穩(wěn)定性問題已經(jīng)成為電力系統(tǒng)安全運(yùn)行的嚴(yán)重威脅.在電壓穩(wěn)定性的監(jiān)控過程中,調(diào)度人員如果能及時準(zhǔn)確地掌握系統(tǒng)運(yùn)行點(diǎn)到系統(tǒng)靜態(tài)電壓穩(wěn)定邊界的距離,就能使系統(tǒng)有效避免電壓失穩(wěn)事故.為此,學(xué)者們希望通過監(jiān)控某些能夠反映電力系統(tǒng)電壓穩(wěn)定性強(qiáng)弱的指標(biāo)來確保系統(tǒng)的電壓穩(wěn)定性.然而,由于所發(fā)展的各種指標(biāo)與系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)之間幾乎都不存在線性關(guān)系,因此難以預(yù)測運(yùn)行點(diǎn)到達(dá)穩(wěn)定域邊界的距離.與指標(biāo)類方法不同,"

2、域"的方法對電力系統(tǒng)靜態(tài)電壓穩(wěn)定域直接進(jìn)行描繪.在已知該"域"邊界的情況下,運(yùn)行人員根據(jù)運(yùn)行點(diǎn)與穩(wěn)定域邊界的相對位置不僅可以快速判斷當(dāng)前系統(tǒng)的電壓穩(wěn)定性,還可以直觀地獲知系統(tǒng)的電壓穩(wěn)定裕度信息.因此,電力系統(tǒng)靜態(tài)電壓穩(wěn)定域的在線計算及可視化對于監(jiān)視和控制系統(tǒng)的電壓穩(wěn)定性具有十分重要的應(yīng)用價值.目前已存在的電壓穩(wěn)定域的可視化方法仍以大量的數(shù)字仿真為基礎(chǔ),其應(yīng)用需要較長的離線計算時間.該文專注于推導(dǎo)靜態(tài)電壓穩(wěn)定域的快速計算方法,并針對電力系

3、統(tǒng)的發(fā)電機(jī)功率注入空間以及割集功率空間,分別提出了方便快速的靜態(tài)電壓穩(wěn)定域邊界計算及可視化方法.在發(fā)電機(jī)功率注入空間上,該文推導(dǎo)出靜態(tài)電壓穩(wěn)定域邊界的切平面表達(dá)式,利用該切平面可以在一定范圍內(nèi)對運(yùn)行人員所關(guān)心的電壓穩(wěn)定域邊界局部進(jìn)行可視化表達(dá).由于電力系統(tǒng)的發(fā)電機(jī)注入空間一般都屬于高維空間,該文還發(fā)展了一種可以選取敏感發(fā)電機(jī)節(jié)點(diǎn)的方法.利用該法可以有效選取對系統(tǒng)靜態(tài)電壓穩(wěn)定性影響較大的發(fā)電機(jī)節(jié)點(diǎn),從而對發(fā)電機(jī)注入空間實(shí)現(xiàn)可視化降維.此外

4、,該文還發(fā)展了基于割集功率空間的靜態(tài)電壓穩(wěn)定域可視化算法.該算法通過推導(dǎo)出的線性方程組可以在狀態(tài)空間上快速估計出系統(tǒng)的靜態(tài)電壓穩(wěn)定域邊界局部,然后通過割集線路對應(yīng)的潮流方程將這一局部映射到割集功率空間上,實(shí)現(xiàn)靜態(tài)電壓穩(wěn)定域在此空間上的可視化.該方法計算速度快,而且通過將電壓穩(wěn)定域表達(dá)在割集功率空間上可以實(shí)現(xiàn)電壓穩(wěn)定域的表達(dá)空間的自然降維,并且更為符合運(yùn)行人員的監(jiān)控習(xí)慣.利用該文提出的兩種靜態(tài)電壓穩(wěn)定域可視化方法,運(yùn)行人員可以及時觀察到其