故障后动态潮流转移在电磁环网中的研究

摘要

随着电力系统的发展，电力网络结构的建设，为了满足远距离输电的需求，同一地区网络可能出现高电压等级输电线路与低电压等级输电线路并列运行的结构，该结构亦称为电磁环网。电磁环网结构可以在一定条件下提高输电能力和供电可靠性，但同时也会成为电力系统运行的隐患。
　　电力输电网络的强度、电力系统功率的输送水平、负荷特性、无功电压调节控制装置等，均可能造成系统电压失稳甚至电压崩溃。电力系统故障后的潮流转移现象亦被证明是电力系统运行过程中，对电压稳定造成影响的不可忽视的因素，其中发电机支路的潮流转移尤为重要，传统的潮流转移研究存在一定的局限性。
　　目前所应用的静态安全稳定分析方法，采用平衡节点和PV节点的发电机，对恒功率型负荷进行求解计算。但系统发生扰动故障后的潮流转移过程中，发电机功率无法确定，此时考虑发电机在突然发生故障扰动时电势不突变的特性，发电机应为电势模型。而电力系统运行中，计及负荷的静态特性，能对电压稳定现象进行更合理的分析。
　　本文考虑上述内容，对安全稳定分析方法做出了改进，采用电势型电源、综合型负荷，建立动态潮流模型，并利用不动点迭代特性，考虑雅克比迭代的非膨胀特性，对该模型进行求解。在计及发电机发生故障扰动时，该模型迭代算法的特性不仅能体现发电机电势不发生突变的特性，而且能体现故障后节点电压下降电流增大的现象，突出故障后的非线性现象。
　　电磁环网是电力系统运行的重要安全隐患问题，本文通过对IEEE14节点测试系统和简单电磁环网结构进行动态潮流模型的建立，利用雅克比迭代的不动点非膨胀特性对其进行求解分析，通过分析结果说明了本文方法的正确性与实用性，弥补了电力系统安全运行分析的不足。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 引言

1．2 课题的研究意义

1．3 国内外研究现状

1．3．1 电力系统安全事故

1．3．2 现代电力系统的安全隐患

1．3．3 电力系统安全稳定分析的解决思路

1．4 论文的研究思路及工作安排

1．4．1 对故障后动态潮流的思考

1．4．2 对电磁环网的思考

1．4．3 论文的安排及主要工作

第二章 电磁环网基本理论及分析

2．1 引言

2．2 电磁环网概念

2．3 电磁环网对电力系统的影响

2．4 电磁环网实例分析

2．4．1 简单电磁环网结构分析

2．4．2 桂林电网及其电磁环网结构分析

2．5 小结

3．1 引言

3．2 潮流转移分析

3．3 计及负荷特性的潮流转移

3．3．1 负荷特性对潮流转移的影响

3．3．2 5节点系统算例分析

3．4 计及系统输电网络强度的潮流转移

3．4．1 输电网络强度对潮流转移的影响

3．4．2 IEEE14节点系统算例分析

3．5 计及系统传输功率水平的潮流转移

3．5．1 系统传输功率水平对潮流转移的影响

3．5．2 IEEE 5节点系统算例分析

3．6 计及无功电压控制装置特性对潮流转移的影响

3．6．1 无功电压控制装置特性对潮流转移的影响

3．6．2 IEEE 5节点系统算例分析

3．7 小结

第四章 动态潮流模型的建立与求解

4．1 引言

4．2 动态潮流模型的建立

4．2．1 发电机E′q模型

4．2．2 综合负荷模型

4．2．3 动态潮流模型

4．3 雅克比迭代方法的非膨胀特性

4．3．1 不动点迭代定理

4．3．2 迭代格式

4．3．3 迭代的非膨胀特性

4．4 小结

第五章 故障后动态潮流转移在电磁环网中的研究

5．1 引言

5．2．1 IEEE14系统算例分析

5．2．2 简单5节点电磁环网算例分析

5．2．3 电源支路功率转移比较

5．3 基于负荷轻重的故障后动态潮流转移分析

5．3．1 IEEE14系统算例分析

5．3．2 简单5节点电磁环网系统算例分析

5．4 小结

第六章 总结与展望

6．1 总结

6．2 展望

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间发表的学术论文及参与的科研项目