計及電力系統(tǒng)靜態(tài)特性的快速潮流計算及其相關應用研究.pdf

1、近年來世界各地發(fā)生的若干起大規(guī)模功率不平衡導致系統(tǒng)頻率波動事故，使得在“源——網(wǎng)——荷”復雜互動環(huán)境下，在含大規(guī)模風電電力系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)分析中考慮系統(tǒng)的頻率調節(jié)問題變得迫切起來。本文從電力系統(tǒng)的靜態(tài)特性著手，提出了計及電力系統(tǒng)靜態(tài)特性的快速解耦潮流模型，采用智能算法對發(fā)電機功頻靜特性系數(shù)進行優(yōu)化，將提出的快速解耦潮流模型應用于隨機潮流，并基于快速隨機潮流進行電力系統(tǒng)安全風險評估。本文主要的研究工作和取得的成果如下：
　　研究了計及電力

2、系統(tǒng)靜態(tài)特性的快速解耦潮流計算方法。潮流模型中考慮了電力系統(tǒng)中發(fā)電機和負荷的靜態(tài)特性，使計算結果更符合實際電力系統(tǒng)的運行特征。當系統(tǒng)發(fā)生擾動時，發(fā)電機出力和負荷都能隨系統(tǒng)頻率的變化而改變，能自動反映頻率的一次調節(jié)過程；當系統(tǒng)發(fā)生較大擾動時，能反映主調頻機組通過平移功頻靜特性曲線自動進行二次調節(jié)的過程。在快速解耦潮流算法的基礎上采用分塊求解方法可以方便地實現(xiàn)本文模型的求解，提高計算效率。
　　研究了發(fā)電機功頻靜特性系數(shù)的智能優(yōu)化方法

3、，通過對各種運行方式下的多臺發(fā)電機功頻靜特性系數(shù)進行綜合協(xié)調優(yōu)化，使系統(tǒng)頻率偏移量的絕對值最小化。采用基于Adaboost的BP神經(jīng)網(wǎng)絡進行預處理，能有效節(jié)省在采用遺傳算法進行優(yōu)化的每一次迭代過程中反復進行潮流計算的時間。算例分析結果表明該智能優(yōu)化方法具有良好的尋優(yōu)效果，能得到多種運行方式下的綜合最優(yōu)解，在系統(tǒng)運行方式變化時具有良好的自適應性。
　　基于所提出的考慮電力系統(tǒng)靜態(tài)特性的快速解耦潮流模型，研究了考慮電力系統(tǒng)靜態(tài)特性的快

4、速隨機潮流模型。除節(jié)點電壓和支路功率外，該方法還能夠得到系統(tǒng)頻率的累積概率分布函數(shù)和概率密度分布函數(shù)，為傳統(tǒng)的隨機潮流計算分析帶來一個常被忽略、卻又非常重要的待求變量作為研究對象，可以更加完整地對電力系統(tǒng)運行特性的概率分布特征進行描述。采用基于半不變量的Gram-Charlier級數(shù)展開法進行求解，算例分析結果表明本文方法在保證足夠計算準確度的前提下，其計算速度與傳統(tǒng)基于牛頓法的隨機潮流計算速度相比具有明顯優(yōu)勢，還通過電力系統(tǒng)中各種擾動

5、模擬給出了節(jié)點電壓、系統(tǒng)頻率和支路功率的概率分布特性，證明了本文方法的快速性和有效性。
　　將快速隨機潮流應用于電力系統(tǒng)安全風險評估，通過構建安全風險評估指標，基于考慮電力系統(tǒng)靜態(tài)特性的快速隨機潮流計算結果，對電力系統(tǒng)節(jié)點電壓、系統(tǒng)頻率和支路功率進行直觀量化評價。針對Gram-Charlier級數(shù)展開法的不足，采用了一種改進Von Mises方法進行求解，得到了較好的效果。特別考慮了大規(guī)模風電接入時電力系統(tǒng)的安全風險評估，通過構建