電力系統(tǒng)穩(wěn)定分析的若干問題研究.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，不僅帶來了系統(tǒng)暫態(tài)功角穩(wěn)定問題，而且?guī)砹讼到y(tǒng)電壓穩(wěn)定問題；受經(jīng)濟、環(huán)境因素的影響，長距離、重負荷輸電線路的出現(xiàn)和大容量、高功率因數(shù)機組的運行等又使電力系統(tǒng)的電壓穩(wěn)定問題更突出，迫切需要對電壓穩(wěn)定進行控制；此外，隨著電力市場的實行，電力系統(tǒng)電壓穩(wěn)定性將影響到電力市場下的無功定價。因此，本論文主要是針

2、對電力系統(tǒng)電壓穩(wěn)定性的相關(guān)幾個方面進行研究。 隨著全國聯(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)可有效的進行長距離、大功率輸電，同時避免交流系統(tǒng)的同步問題，因而直流輸電技術(shù)在我國得到了充分的發(fā)展，其中我國南方電網(wǎng)已形成了世界上罕見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)定計算帶來了新的挑戰(zhàn)，采用精確的直流詳細模型雖然能保證仿真計算精度，但同時增大了計算量。而采用直流簡單模型在近年來獲得人們的重視，在保證系統(tǒng)仿真計算精

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

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

5、暫態(tài)功角穩(wěn)定性差。對于暫態(tài)電壓安全性，負荷為恒阻抗類型時最高，負荷為恒電流類型時次之，負荷為恒功率或動態(tài)類型時，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靜態(tài)電壓穩(wěn)定和小擾動電壓穩(wěn)定，而在大擾動電壓穩(wěn)定的預(yù)防控制方面鮮有文獻提及。本文針對暫態(tài)電壓安全預(yù)防控制，根據(jù)暫態(tài)電壓安全裕度對于各節(jié)點注入無功功率的靈敏度系數(shù)，將暫態(tài)電壓不安全點與注入點進行關(guān)聯(lián)分區(qū)。按控制區(qū)分別調(diào)整無功注入量，將大系統(tǒng)暫態(tài)電

6、壓的預(yù)防控制問題轉(zhuǎn)化為各分區(qū)的對應(yīng)問題，以改善整個系統(tǒng)的暫態(tài)電壓安全。通過試驗系統(tǒng)和實際系統(tǒng)驗證了該方法的有效性。 人們長期忽略調(diào)節(jié)無功功率對系統(tǒng)功角穩(wěn)定的改善作用。本文通過單機無窮大系統(tǒng)和實際電網(wǎng)的仿真算例分析了調(diào)節(jié)機組無功功率對暫態(tài)功角穩(wěn)定性和輸電功率極限的影響，運用等面積法和EEAC理論對其進行了證明，結(jié)果表明適當(dāng)調(diào)節(jié)發(fā)電機組的無功功率能改善系統(tǒng)暫態(tài)功角穩(wěn)定性。 無功定價的研究成為電力市場研究的一個重要方向。本論文

7、基于邊際價格理論，提出無功定價應(yīng)該計及系統(tǒng)電壓穩(wěn)定性的觀點及考慮暫態(tài)電壓安全風(fēng)險的無功定價數(shù)學(xué)模型。著重分析了電力系統(tǒng)電壓穩(wěn)定性對無功定價的影響，將暫態(tài)電壓安全風(fēng)險費用追加到用戶，以反映用戶消耗的無功功率對系統(tǒng)暫態(tài)電壓安全風(fēng)險的影響。同時闡述了本無功定價方法與靜態(tài)電壓穩(wěn)定的聯(lián)系，指出本文的定價模型隱含了系統(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功定價，降低了計算量和計算難度。最后通過算例驗證本文提出的無功定價的效