電力系統(tǒng)穩(wěn)定分析的若干問(wèn)題研究.pdf

1、電力工業(yè)的蓬勃發(fā)展使電力系統(tǒng)面臨著許多新的挑戰(zhàn)，電力系統(tǒng)電壓穩(wěn)定問(wèn)題日漸突出。高壓直流輸電技術(shù)以及柔性輸電技術(shù)在提高電力系統(tǒng)輸送能力的同時(shí)，不僅帶來(lái)了系統(tǒng)暫態(tài)功角穩(wěn)定問(wèn)題，而且?guī)?lái)了系統(tǒng)電壓穩(wěn)定問(wèn)題；受經(jīng)濟(jì)、環(huán)境因素的影響，長(zhǎng)距離、重負(fù)荷輸電線路的出現(xiàn)和大容量、高功率因數(shù)機(jī)組的運(yùn)行等又使電力系統(tǒng)的電壓穩(wěn)定問(wèn)題更突出，迫切需要對(duì)電壓穩(wěn)定進(jìn)行控制；此外，隨著電力市場(chǎng)的實(shí)行，電力系統(tǒng)電壓穩(wěn)定性將影響到電力市場(chǎng)下的無(wú)功定價(jià)。因此，本論文主要是針

2、對(duì)電力系統(tǒng)電壓穩(wěn)定性的相關(guān)幾個(gè)方面進(jìn)行研究。 隨著全國(guó)聯(lián)網(wǎng)以及西電東送戰(zhàn)略的形成，利用高壓直流輸電技術(shù)可有效的進(jìn)行長(zhǎng)距離、大功率輸電，同時(shí)避免交流系統(tǒng)的同步問(wèn)題，因而直流輸電技術(shù)在我國(guó)得到了充分的發(fā)展，其中我國(guó)南方電網(wǎng)已形成了世界上罕見(jiàn)的典型多饋入交直流系統(tǒng)。直流輸電技術(shù)給系統(tǒng)的穩(wěn)定計(jì)算帶來(lái)了新的挑戰(zhàn)，采用精確的直流詳細(xì)模型雖然能保證仿真計(jì)算精度，但同時(shí)增大了計(jì)算量。而采用直流簡(jiǎn)單模型在近年來(lái)獲得人們的重視，在保證系統(tǒng)仿真計(jì)算精

3、度的前提下，人們更傾向于采用直流簡(jiǎn)單模型。本文運(yùn)用EEAC理論詳細(xì)分析了采用直流簡(jiǎn)單模型對(duì)暫態(tài)功角穩(wěn)定和暫態(tài)電壓安全仿真計(jì)算精度的影響，指出對(duì)于單條直流線路，當(dāng)直流系統(tǒng)連接的交流系統(tǒng)強(qiáng)時(shí)，采用等值為恒電流負(fù)荷的簡(jiǎn)單模型能滿足暫態(tài)功角穩(wěn)定計(jì)算的工程精度要求。當(dāng)系統(tǒng)負(fù)荷為恒阻抗類型或動(dòng)態(tài)類型時(shí)，采用等值為恒電流負(fù)荷的簡(jiǎn)單模型進(jìn)行仿真計(jì)算的暫態(tài)功角穩(wěn)定和暫態(tài)電壓安全計(jì)算精度高。 在多饋入交直流系統(tǒng)的研究中，人們對(duì)暫態(tài)功角穩(wěn)定的研究主要

4、側(cè)重于小擾動(dòng)的研究，在大擾動(dòng)方面的研究則主要側(cè)重于各種直流控制策略對(duì)交直流系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響。本文利用EEAC理論，研究了負(fù)荷模型對(duì)多饋入交直流系統(tǒng)暫態(tài)功角穩(wěn)定性的影響和暫態(tài)電壓安全性的影響。指出對(duì)于多饋入交直流系統(tǒng)，受端負(fù)荷模型為恒阻抗或恒電流類型時(shí)，多饋入交直流系統(tǒng)的暫態(tài)功角穩(wěn)定性較好，并且通常負(fù)荷為恒阻抗類型時(shí)的交直流系統(tǒng)暫態(tài)功角穩(wěn)定性高于負(fù)荷為恒電流類型情況下的系統(tǒng)暫態(tài)功角穩(wěn)定性。而負(fù)荷為恒功率類型或動(dòng)態(tài)類型時(shí)，多饋入交直流系統(tǒng)的

5、暫態(tài)功角穩(wěn)定性差。對(duì)于暫態(tài)電壓安全性，負(fù)荷為恒阻抗類型時(shí)最高，負(fù)荷為恒電流類型時(shí)次之，負(fù)荷為恒功率或動(dòng)態(tài)類型時(shí)，系統(tǒng)暫態(tài)電壓安全性最差。 在電壓穩(wěn)定的預(yù)防控制研究方面，目前的研究主要是針對(duì)靜態(tài)電壓穩(wěn)定和小擾動(dòng)電壓穩(wěn)定，而在大擾動(dòng)電壓穩(wěn)定的預(yù)防控制方面鮮有文獻(xiàn)提及。本文針對(duì)暫態(tài)電壓安全預(yù)防控制，根據(jù)暫態(tài)電壓安全裕度對(duì)于各節(jié)點(diǎn)注入無(wú)功功率的靈敏度系數(shù)，將暫態(tài)電壓不安全點(diǎn)與注入點(diǎn)進(jìn)行關(guān)聯(lián)分區(qū)。按控制區(qū)分別調(diào)整無(wú)功注入量，將大系統(tǒng)暫態(tài)電

6、壓的預(yù)防控制問(wèn)題轉(zhuǎn)化為各分區(qū)的對(duì)應(yīng)問(wèn)題，以改善整個(gè)系統(tǒng)的暫態(tài)電壓安全。通過(guò)試驗(yàn)系統(tǒng)和實(shí)際系統(tǒng)驗(yàn)證了該方法的有效性。 人們長(zhǎng)期忽略調(diào)節(jié)無(wú)功功率對(duì)系統(tǒng)功角穩(wěn)定的改善作用。本文通過(guò)單機(jī)無(wú)窮大系統(tǒng)和實(shí)際電網(wǎng)的仿真算例分析了調(diào)節(jié)機(jī)組無(wú)功功率對(duì)暫態(tài)功角穩(wěn)定性和輸電功率極限的影響，運(yùn)用等面積法和EEAC理論對(duì)其進(jìn)行了證明，結(jié)果表明適當(dāng)調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)組的無(wú)功功率能改善系統(tǒng)暫態(tài)功角穩(wěn)定性。 無(wú)功定價(jià)的研究成為電力市場(chǎng)研究的一個(gè)重要方向。本論文

7、基于邊際價(jià)格理論，提出無(wú)功定價(jià)應(yīng)該計(jì)及系統(tǒng)電壓穩(wěn)定性的觀點(diǎn)及考慮暫態(tài)電壓安全風(fēng)險(xiǎn)的無(wú)功定價(jià)數(shù)學(xué)模型。著重分析了電力系統(tǒng)電壓穩(wěn)定性對(duì)無(wú)功定價(jià)的影響，將暫態(tài)電壓安全風(fēng)險(xiǎn)費(fèi)用追加到用戶，以反映用戶消耗的無(wú)功功率對(duì)系統(tǒng)暫態(tài)電壓安全風(fēng)險(xiǎn)的影響。同時(shí)闡述了本無(wú)功定價(jià)方法與靜態(tài)電壓穩(wěn)定的聯(lián)系，指出本文的定價(jià)模型隱含了系統(tǒng)的靜態(tài)電壓穩(wěn)定性，從而避免將靜態(tài)電壓穩(wěn)定性作為約束條件去求解無(wú)功定價(jià)，降低了計(jì)算量和計(jì)算難度。最后通過(guò)算例驗(yàn)證本文提出的無(wú)功定價(jià)的效