基于现代内点最优化理论的电力系统电压稳定极限的研究

摘要

系统电压稳定临界点的求解可转化为一个静态非线性最优化问题,即在满足系统和设备约束的条件下确定系统能增加的最大负荷(范围可能是个系统,或特殊的负荷节点,或负荷节点的集合).其中等式约束为增广的,参数化的潮流方程,不等式约束可能为电压幅值,发电机有、无功出力,线路有功、无功等约束. 于是一种基于原问题扰动KKT条件的现代内点方法被提出来求解这一运行点.该算法引入的参数化潮流方程避免了临界点附近雅可比距奇异带来的病态,能精确定电压稳定临界点.由于修正方程系数矩阵的维数可能达到的系统节数的十倍以上,很明显现代内点算法的主要计算量就在于形成和分解该矩阵.为解决这一难题研究人员采用了:1.通过对问题变量的重组和矩阵的分块,推导出即约的修正方程从而达到了减少计算量,加快计算速度的目的.2.采用了一种新颖的数据结构,使修正方程系数矩阵具有与节点民纳矩阵相同的结,方便编程的同时还可在一定程度上减少注入元的产生,减少计算量,加快计算速度.

目录

文摘

英文文摘

符号说明

一、绪论

1.1问题的提出和意义

1.2电压稳定问题研究的历史与现状

二、电压稳定问题的认识*

2.1电压稳定问题的分类

2.2电压稳定问题研究的方向

2.2.1平衡状态的存在性问题

2.2.2小干扰电压稳定问题

2.2.3大干扰电压稳定和电压失稳发展

2.2.4电压稳定的概率分析

2.2.5小结

2.3几种静态电压稳定分析方法的评述

2.3.1引言

2.3.2潮流多解法

2.3.3连续法

2.3.4崩溃点法

2.3.5迭代法

2.3.6直接法

2.3.7潮流雅可比矩阵奇异法

2.3.8灵敏度方法

2.3.9最大功率法

2.3.10 Q-U法

2.3.11重负荷研究法

2.3.12小结

三、现代内点最优化理论

3.1现代内点算法的分类

3.2现代内点法在电力系统中的应用

3.2.1仿射尺度法在电力系统中的应用

3.2.2路径跟踪法在电力系统中的应用

3.3基于扰动KKT条件的现代内点算法

3.4小结

四、电压稳定分析的现代内点算法

4 1电压稳定问题的数学模型

4.1.1系统过渡方式

4.1.2系统稳定极限的判断

4.2算法的推导过程与实现技巧

4.2.1算法的推导

4.2.2算法流程及说明

4.2.3算法技巧

五、算法的数值仿真结果

5.1概述

5.2产生注入元对比

5.3中心参数的选择

5.4算法的测试

5.4.1计算时间

5.4.2迭代次数

5.4.3算法性能

5.4.4稳定裕度

5.4.5负荷模型

5.5小结

六、结论与展望

参考文献

致谢

攻读学位期间发表的学术论文