考虑电压稳定约束的交直流电力系统无功优化

摘要

随着交直流互联系统的逐渐形成以及电力市场的不断发展，系统的安全经济运行更加重要。作为实现系统安全经济运行的有力工具，无功优化得到了广泛的应用和研究。电压失稳是电力系统的一个突出问题，因而电压稳定及计及电压稳定约束的无功优化成为近年的研究热点。本文主要考虑直流系统的控制方式以及发电机的调节能力约束，基于内点法，对交直流电力系统电压稳定及计及电压稳定约束的无功优化模型进行了深入的研究，具体内容如下：
　　 ①本文考虑电压失稳过程及直流控制方式变化的影响，建立了交直流电力系统电压稳定临界点的非线性规划模型，并详细说明了不同直流系统控制方式与电压失稳过程对优化模型变量及约束方程的影响。采用预测校正原对偶内点法求解该电压稳定临界点问题，并基于IEEE14、30和118节点的修正算例，仿真分析了不同控制方式、不同失稳过程及不同补偿能力对交直流电力系统最大电压稳定裕度的影响。
　　 ②本文提出了一种考虑电压稳定约束的交直流电力系统无功优化模型。该模型考虑了正常工况与重负荷工况下的系统静态电压安全约束，以及系统由正常工况转移到重负荷工况时的发电机调节能力约束。通过调节发电机出力，该模型可以在预防重负荷工况下的电压失稳的同时，提高正常工况下系统运行的经济性。采用预测-校正原对偶内点法求解该问题，利用其线性化牛顿修正方程组的系数矩阵具有分块对角带边这个特点，使该方程解耦求解。通过IEEE14节点修正算例，验证了模型和算法的有效性，并通过仿真计算研究了发电机调节能力与电压稳定裕度指标对模型最优解的影响。

目录

文摘

英文文摘

声明

1绪论

1.1研究的背景和意义

1.2研究现状

1.2.1交直流电力系统无功优化研究现状

1.2.2交直流电力系统静态电压稳定研究现状

1.2.3考虑电压稳定约束的电力系统无功优化

1.3本文的主要内容

2直流系统的数学模型

2.1引言

2.2直流系统的数学模型

2.2.1有载调压变压器数学模型

2.2.2换流器数学模型

2.2.3直流网络数学模型

2.2.4直流系统控制数学模型

2.3本章小结

3交直流电力系统电压稳定分析的优化模型

3.1引言

3.2交直流电力系统电压稳定临界点非线性规划模型

3.3特定控制方式和失稳条件下的临界点规划模型

3.4电压稳定临界点的内点法计算

3.4.1预测-校正原对偶内点法

3.4.2应用于预测-校正原对偶内点法中的稀疏技术

3.4.3求解电压稳定临界点的内点法计算步骤

3.5算例仿真与分析

3.5.1测试系统简介

3.5.2不同规划模型下的仿真结果

3.5.3不同无功补偿能力下的IEE14节点仿真结果

3.6本章小结

4考虑电压稳定约束的交直流电力系统无功优化模型

4.1引言

4.2考虑电压稳定约束的交直流电力系统无功优化模型

4.3内点法中修正方程与仿射方程的解耦

4.4算法具体步骤

4.5算例仿真与分析

4.5.1发电机调节能力的影响

4.5.2电压稳定裕度的影响

4.6本章小结

5结论与展望

5.1本文研究工作的总结

5.2后续研究工作的展望

致 谢

参考文献

附 录