電力系統(tǒng)電壓穩(wěn)定若干關(guān)鍵問題研究.pdf

1、隨著我國全國電力系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)格局的逐步形成、電力受端系統(tǒng)負(fù)荷規(guī)模的日益擴大和電力體制的改革,電力系統(tǒng)面臨著日益突出的電壓穩(wěn)定問題。電壓穩(wěn)定問題對社會生產(chǎn)、生活和國民經(jīng)濟(jì)所產(chǎn)生的負(fù)面影響也將更為巨大。因此,近年來,電壓穩(wěn)定問題日益受到更多關(guān)注。
　　本文在回顧和歸納現(xiàn)有電壓穩(wěn)定分析理論的基礎(chǔ)上,主要討論了兩方面的問題:一是概率條件下考慮系統(tǒng)不確定因素的電壓穩(wěn)定概率分析問題;二是頻率/電壓穩(wěn)定長期時域仿真模型及平臺搭建問題。全文由以下幾個

2、部分組成。
　　概述了電力系統(tǒng)概率分析的研究背景及該領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀。電力系統(tǒng)從本質(zhì)上講是一個具有隨機特性的大系統(tǒng),在對系統(tǒng)安全性評估時,合理考慮各種不確定因素的影響并進(jìn)一步提高系統(tǒng)運行的經(jīng)濟(jì)性,具有深刻的理論意義和現(xiàn)實意義?？紤]到電力系統(tǒng)的隨機特性,傳統(tǒng)的基于確定性分析的電力系統(tǒng)穩(wěn)定分析方法具有很大的局限性,概率性分析的電力穩(wěn)定性分析是其必要和有益的補充。
　　第一部分在簡要介紹兩點估計法的基礎(chǔ)上,針對電力系統(tǒng)中存在的不確定

3、因素,提出一種基于兩點估計法的電力系統(tǒng)小擾動穩(wěn)定的概率分析方法。相對于廣泛使用的蒙特卡羅模擬法,該方法能通過較少的計算得到所需的統(tǒng)計特征量,解決了基于傳統(tǒng)的蒙特卡羅模擬法的小擾動穩(wěn)定概率分析中計算量大的問題。計算出系統(tǒng)小擾動穩(wěn)定概率、穩(wěn)定指標(biāo)及相應(yīng)的參與因子等。該方法既可以用于小擾動功角穩(wěn)定性分析,又適用于小擾動電壓穩(wěn)定分析,只需根據(jù)所研究問題的不同采用合適的元件模型。對電壓穩(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

4、電力系統(tǒng)小擾動穩(wěn)定的失穩(wěn)類型判別。該方法類似于黑箱分析,具有較強的適用性,可直接適用于基于確定性分析框架下的有關(guān)概率分析中。
　　第二部分應(yīng)用兩點估計法進(jìn)行了靜態(tài)電壓穩(wěn)定裕度指標(biāo)的概率分析研究。通過考察與連續(xù)潮流計算中臨界點密切相關(guān)的負(fù)荷裕度的隨機特性,提出了一種基于負(fù)荷裕度的靜態(tài)電壓穩(wěn)定概率分析方法。并在單一負(fù)荷水平電壓穩(wěn)定概率求解的基礎(chǔ)上,進(jìn)一步研究了一段時間內(nèi)存在多個負(fù)荷水平時系統(tǒng)的靜態(tài)電壓穩(wěn)定概率,得出系統(tǒng)有關(guān)靜態(tài)電壓穩(wěn)定

5、分析概率指標(biāo)。本文采用模糊 FCM聚類方法對一段研究時間段內(nèi)的負(fù)荷水平形成了多個等值負(fù)荷水平進(jìn)行研究。
　　第三部分探討了為提高系統(tǒng)電壓穩(wěn)定裕度可能采取的控制措施問題,提出一種考慮系統(tǒng)中不確定因素的電壓特征結(jié)構(gòu)分析的概率方法。通過少量的計算,得到了節(jié)點、線路以及發(fā)電機對系統(tǒng)最小模特征值模式相關(guān)的參與因子的統(tǒng)計特征,避免了蒙特卡羅模擬法所需的大量計算,進(jìn)一步確定了系統(tǒng)電壓的失穩(wěn)點或薄弱區(qū),以及對該失穩(wěn)模式密切相關(guān)的線路和發(fā)電機。進(jìn)一

6、步研究了 SVC安裝地點、不同發(fā)電機節(jié)點、不同負(fù)荷節(jié)點以及不同發(fā)電機有功出力對電力系統(tǒng)電壓穩(wěn)定性的影響程度,以便為無功補償裝置安裝地點的選擇、發(fā)電機無功儲備等提供指導(dǎo)性信息。
　　第四部分探討了電力系統(tǒng)長期頻率/電壓動態(tài)時域仿真問題,提出了一種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)保留的多區(qū)域互聯(lián)系統(tǒng)長期頻率/電壓動態(tài)仿真模型和算法。與動態(tài)潮流計算相似,模型假定系統(tǒng)已渡過初始的暫態(tài)穩(wěn)定階段且有足夠阻尼,從而忽略同一控制區(qū)域的機組間相對搖擺,即假定每個控制區(qū)域具