電力系統(tǒng)電壓穩(wěn)定若干關鍵問題研究.pdf

1、隨著我國全國電力系統(tǒng)聯(lián)網格局的逐步形成、電力受端系統(tǒng)負荷規(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、生活和國民經濟所產生的負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注。
　　本文在回顧和歸納現有電壓穩(wěn)定分析理論的基礎上,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域的研究現狀。電力系統(tǒng)從本質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一步提高系統(tǒng)運行的經濟性,具有深刻的理論意義和現實意義?？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)定指標及相應的參與因子等。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)定的關系進行了研究。采用狀態(tài)變量的模式參與因子進行

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概率分析中。
　　第二部分應用兩點估計法進行了靜態(tài)電壓穩(wěn)定裕度指標的概率分析研究。通過考察與連續(xù)潮流計算中臨界點密切相關的負荷裕度的隨機特性,提出了一種基于負荷裕度的靜態(tài)電壓穩(wěn)定概率分析方法。并在單一負荷水平電壓穩(wěn)定概率求解的基礎上,進一步研究了一段時間內存在多個負荷水平時系統(tǒng)的靜態(tài)電壓穩(wěn)定概率,得出系統(tǒng)有關靜態(tài)電壓穩(wěn)定

5、分析概率指標。本文采用模糊 FCM聚類方法對一段研究時間段內的負荷水平形成了多個等值負荷水平進行研究。
　　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構分析的概率方法。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)模式密切相關的線路和發(fā)電機。進一

6、步研究了 SVC安裝地點、不同發(fā)電機節(jié)點、不同負荷節(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,提出了一種網絡結構保留的多區(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