考虑静止无功补偿器影响的电力系统电压稳定性研究

摘要

长时期以来，电力系统稳定性理论及其分析方法以功角稳定为主，在弄清其机理的基础上发展出一套成熟的分析方法和控制措施。但是近些年来，世界上不少国家都发生了由于电压不稳定而引发的电压崩溃事故，造成大面积、长时间的停电，引起电力工业界与学术界的广泛重视，推动了电压稳定的研究，电压稳定问题也成为现代电力系统研究的重要课题之一。 电力系统中的电压水平与系统中无功功率的状况密切相关，静止无功补偿器SVC作为并联动态无功补偿设备，得到了广泛的应用，但就电力系统电压稳定性的研究现状而言，关于静止无功补偿装置对电力系统电压稳定性的影响问题，仍缺乏深入、系统的研究，本文将从静态、动态两方面研究了SVC对电压稳定的影响。 静态方面，利用电压稳定指标进行分析。通过对系统节点无功网损灵敏度指标进行排列，迅速准确判断系统的薄弱节点、确定SVC的安装地点，在薄弱节点安装SVC，可较好地降低灵敏度，提高电压稳定水平。通过对无功网损灵敏度进行二阶改造，克服了原指标的非线性，能较好地确定负荷裕度。通过对WSCC3机9节点系统进行仿真计算，分析对比SVC安装前后的电压稳定指标，验证了安装SVC后系统无功网损灵敏度及其二阶指标确实得到了改善，负荷裕度得到较准确的预报。 动态方面，本文主要利用沃特卢大学开发的用于电力系统静态和动态分析的工具PSAT对WSCC3机9节点算例系统进行时域分析，针对三种典型的情况(负荷扰动、线路断路及关键母线三相短路大扰动)进行仿真研究，进行投入SVC前后的电压稳定情况的全面的研究；最后以感应电动机为负荷模型，研究了当SVC容量不足时，SVC对系统电压稳定的影响。

目录

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第一章绪论

1.1无功功率在电压稳定研究中的目的与意义

1.2电压稳定的内容及现状

1.2.1电压稳定的概念及研究内容

1.2.2电压稳定的研究方法

1.2.3电压稳定分析的数学模型

1.2.4电压稳定指标的研究现状

1.2.5防止电压崩溃的措施

1.3 SVC的简介

1.3.1 SVC的应用背景

1.3.2 SVC的意义及重要性

1.3.3 SVC在电压稳定中的研究现状

1.4本文的主要工作

第二章SVC建模及其对电压稳定的影响

2.1引言

2.2 SVC的分类及特点

2.3 SVC的数学模型

2.3.1静止无功补偿器SVC静态模型

2.3.2静止无功补偿器SVC动态模型

2.4 SVC电压控制的原理

2.4.1 SVC的V-Ⅰ特性

2.4.2用SVC进行电压控制

2.5 SVC对系统电压稳定的影响

2.5.1 SVC对电压的影响

2.5.2 SVC对静态电压稳定的影响

2.5.3 SVC对动态电压稳定的影响

2.6本章小结

第三章带SVC的电压稳定指标研究

3.1引言

3.2电压静态稳定指标

3.2.1网损灵敏度指标

3.2.2二阶指标特性及无功网损灵敏度二阶指标的改造

3.3算例分析

3.3.1网损灵敏度算例

3.3.2二阶指标裕度仿真计算

3.3.3利用二阶指标评估故障线路

3.3.4 SVC容量对静态电压稳定的影响

3.6本章小结

第四章带SVC大扰动电压稳定分析

4.1大扰动时域仿真电压稳定分析

4.2算例仿真

4.2.1负荷突增时电压稳定性评估

4.2.2线路停运时电压稳定性评估

4.2.3短路时电压稳定性评估

4.2.4 SVC容量对动态电压稳定的影响

4.3本章小结

第五章结论与展望

参考文献

致谢

作者在攻读硕士学位期间发表的学术论文

附录