電力系統(tǒng)電壓穩(wěn)定理論若干關(guān)鍵問題研究.pdf

1、近年來，電壓穩(wěn)定問題受到更多關(guān)注。由于電力需求的不斷增長(zhǎng)及電網(wǎng)的互連，受經(jīng)濟(jì)和環(huán)境的制約，電力系統(tǒng)的運(yùn)行越來越接近其極限狀態(tài)，電壓穩(wěn)定問題日益突出。本文主要針對(duì)電力系統(tǒng)電壓穩(wěn)定問題進(jìn)行了研究。主要內(nèi)容如下：
　　 ⑴概述了電力系統(tǒng)電壓穩(wěn)定性研究背景及該領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀。介紹了電壓穩(wěn)定的定義與分類，對(duì)電壓穩(wěn)定的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)分析方法進(jìn)行了總結(jié)，并給出了相應(yīng)的評(píng)述。討論了研究中常用的負(fù)荷靜態(tài)和動(dòng)態(tài)模型及其對(duì)電壓穩(wěn)定性的影響。分析了電壓失穩(wěn)

2、的幾種典型場(chǎng)景并介紹了防止電壓失穩(wěn)的常用控制措施。
　　 ⑵討論了用于求解動(dòng)態(tài)非線性方程組的平衡點(diǎn)延拓算法，可以用來研究動(dòng)態(tài)系統(tǒng)的平衡點(diǎn)隨系統(tǒng)參數(shù)改變的演化情況。介紹了用于動(dòng)態(tài)系統(tǒng)數(shù)值分析的延拓算法，包括參數(shù)自然延拓法、弧長(zhǎng)延拓法及擬弧長(zhǎng)延拓法。在此基礎(chǔ)上，研究了同倫延拓算法和局部參數(shù)延拓算法在電力系統(tǒng)電壓穩(wěn)定性分析中的應(yīng)用。
　　 ⑶進(jìn)行了動(dòng)態(tài)電壓穩(wěn)定性研究。采用局部參數(shù)延拓法追蹤系統(tǒng)的平衡解流形，由獲得的平衡點(diǎn)出發(fā)，

3、在計(jì)及系統(tǒng)元件動(dòng)態(tài)特性的情況下，利用小擾動(dòng)分析法分析了電力系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)電壓穩(wěn)定性，用數(shù)值計(jì)算方法形成了系統(tǒng)的狀態(tài)矩陣。分析了各元件數(shù)學(xué)模型對(duì)動(dòng)態(tài)電壓穩(wěn)定性的影響。
　　 ⑷對(duì)電壓穩(wěn)定和功角穩(wěn)定的關(guān)系進(jìn)行了研究。采用狀態(tài)變量的模式參與因子進(jìn)行電力系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定和動(dòng)態(tài)穩(wěn)定的失穩(wěn)類型判別。在靜態(tài)失穩(wěn)類型判別中，狀態(tài)變量為各母線電壓幅值及角度。在動(dòng)態(tài)穩(wěn)定類型判別中，狀態(tài)變量對(duì)應(yīng)于系統(tǒng)動(dòng)態(tài)元件的狀態(tài)變量。分析表明，所提方法能有效判別系統(tǒng)電壓穩(wěn)

4、定和功角穩(wěn)定的類型，同時(shí)可以獲得靜態(tài)電壓穩(wěn)定的薄弱區(qū)域。
　　 ⑸研究了通過對(duì)系統(tǒng)中發(fā)電機(jī)無功出力的管理，提高系統(tǒng)電壓穩(wěn)定裕度的方法。把安排無功出力增進(jìn)系統(tǒng)電壓穩(wěn)定性的問題轉(zhuǎn)化成一個(gè)優(yōu)化問題，采用準(zhǔn)梯度進(jìn)化算法求全局最優(yōu)解。在搜索過程中，利用模式分析技術(shù)指導(dǎo)尋優(yōu)的方向。結(jié)果表明，所提出的方法具有較好的收斂速度與尋優(yōu)能力，能夠在盡可能多地保留系統(tǒng)無功儲(chǔ)備的情況下，提高系統(tǒng)的電壓穩(wěn)定裕度，同時(shí)減少系統(tǒng)的有功及無功損耗。