運(yùn)行參數(shù)變化對(duì)電力系統(tǒng)小干擾穩(wěn)定性的影響.pdf

1、隨著我國(guó)電力事業(yè)的發(fā)展、負(fù)荷需求逐年增加和電力企業(yè)對(duì)效益的追求,輸電線路的輸送功率不斷增大,電力系統(tǒng)的運(yùn)行條件變得日益緊張,小干擾穩(wěn)定或稱低頻振蕩問題頻繁,已經(jīng)成為制約聯(lián)絡(luò)線功率傳輸和互聯(lián)電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的最重要的因素。
　　 電力系統(tǒng)穩(wěn)定器(PSS)及FACTS裝置對(duì)低頻振蕩的抑制作用已有很多研究成果,但是阻尼控制器的設(shè)計(jì)、制造、安裝和投運(yùn)過程很長(zhǎng),不解決運(yùn)行過程中所發(fā)生和可能出現(xiàn)的問題；聯(lián)絡(luò)線功率交換破壞小干擾穩(wěn)定性通常只限

2、于短時(shí)問,增加新的控制器并非解決這一問題的最有效的途徑；即使配置了合適的阻尼控制器,但總有一些運(yùn)行條件會(huì)超出控制器設(shè)計(jì)范圍,需要隨運(yùn)行條件變化加一些補(bǔ)救措施才能保證運(yùn)行穩(wěn)定。
　　 實(shí)際電力系統(tǒng)的小干擾穩(wěn)定與運(yùn)行參數(shù)之間的關(guān)系非常密切。運(yùn)行參數(shù)的變化將改變系統(tǒng)的潮流分布,從而影響小干擾穩(wěn)定分析中線性化系統(tǒng)的狀態(tài)矩陣,進(jìn)而改變振蕩模式。利用系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)的特征值靈敏度可以進(jìn)行更廣泛的分析,以得到運(yùn)行狀態(tài)發(fā)生變化時(shí)振蕩模式阻尼的變化趨

3、勢(shì),利于采取措施改善系統(tǒng)的阻尼。因此,研究運(yùn)行參數(shù)發(fā)生變化對(duì)電力系統(tǒng)小干擾穩(wěn)定的影響是一項(xiàng)十分有意義的工作。
　　 基于以上背景,本文對(duì)電力系統(tǒng)小干擾穩(wěn)定領(lǐng)域的運(yùn)行參數(shù)變化對(duì)低頻振蕩的影響等相關(guān)問題進(jìn)行了深入研究。本文的主要研究成果可以歸納為以下幾點(diǎn):
　　 1、以上海交通大學(xué)開發(fā)的SSAP小干擾穩(wěn)定分析軟件包為平臺(tái)(該軟件已經(jīng)應(yīng)用于南方電網(wǎng)低頻振蕩分析),根據(jù)統(tǒng)一元件連接建模法(UCM)的基本特點(diǎn),推導(dǎo)了低頻振蕩模式的

4、阻尼比對(duì)運(yùn)行參數(shù)(如節(jié)點(diǎn)注入功率和PV節(jié)點(diǎn)的電壓)的靈敏度。以IEEE標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)作為算例,將公式推導(dǎo)的結(jié)果與不同擾動(dòng)形式的仿真結(jié)果進(jìn)行對(duì)比,結(jié)果吻合,誤差在允許范圍內(nèi),說明本文公式推導(dǎo)得到的運(yùn)行參數(shù)靈敏度數(shù)值可以準(zhǔn)確地反映運(yùn)行參數(shù)對(duì)系統(tǒng)小干擾穩(wěn)定的影響程度和趨勢(shì)。
　　 2、研究負(fù)荷不確定性對(duì)電力系統(tǒng)低頻振蕩模式阻尼的影響。用區(qū)間模型來描述負(fù)荷信息的不確定性,根據(jù)阻尼比極值處滿足的必要條件,提出以阻尼比對(duì)負(fù)荷的靈敏度為尋優(yōu)導(dǎo)向的迭

5、代搜索算法。綜合典型負(fù)荷狀態(tài)下阻尼比極值的搜索結(jié)果,即可得到小干擾穩(wěn)定振蕩模式的阻尼比區(qū)間分布及相應(yīng)的負(fù)荷狀態(tài)。與蒙特卡羅模擬法所得結(jié)果對(duì)比證明區(qū)間算法的正確性。通過分析阻尼比變化區(qū)間所對(duì)應(yīng)的負(fù)荷狀態(tài)的改變,可以推斷模式阻尼隨負(fù)荷變化的規(guī)律,研究負(fù)荷波動(dòng)對(duì)系統(tǒng)小干擾穩(wěn)定的影響。
　　 3、建立了電力系統(tǒng)區(qū)間不確定信息下小干擾穩(wěn)定的阻尼比優(yōu)化模型,研究了在發(fā)電機(jī)和負(fù)荷的變化區(qū)間內(nèi),電力系統(tǒng)潮流分布的改變對(duì)系統(tǒng)小干擾穩(wěn)定的影響。提出

6、采用連續(xù)線性規(guī)劃法作為該非線性規(guī)劃模型的求解算法。通過該算法可求得考慮負(fù)荷有功、無功和發(fā)電機(jī)有功出力、機(jī)端電壓區(qū)間不確定性參數(shù)下的系統(tǒng)振蕩模式阻尼比的區(qū)間分布及其區(qū)間限值處對(duì)應(yīng)的系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)。具體算例驗(yàn)證了本文方法正確有效。
　　 4、通過將小干擾穩(wěn)定阻尼比優(yōu)化模型進(jìn)行適當(dāng)?shù)暮?jiǎn)化和拓展,可使其應(yīng)用于實(shí)際電網(wǎng),得到改善網(wǎng)絡(luò)弱阻尼振蕩模式的發(fā)電機(jī)出力調(diào)度方案。模型以及算法以廣東電網(wǎng)的數(shù)據(jù)為例進(jìn)行了具體實(shí)現(xiàn),證實(shí)了所提出的調(diào)度策略對(duì)低