基于动态无功补偿装置优化配置和分区的电压稳定研究

摘要

随着现代电力系统的发展，电网逐渐呈现大和复杂这两个特点，而城市电网负荷量不断的增加，直接导致负荷中心需要从外部区域和远距离区域大量吸收功率，因此，现代城市电网除了上述的两个特点之外，还呈现出了受端特性。这些特点导致的结果是电网无功储备不足和无功补偿量不充分，操作人员对电压的控制难度增加，电网的电压稳定性面临相当大的挑战。鉴于此，为提高电网电压的稳定性，本文展开了对电网动态无功补偿优化配置和分区方法研究，并将其应用于广东电网动态无功分区补偿中，具体工作如下：
　　首先，针对电力系统无功传输效应提出了一种基于有效无功补偿量的动态无功配置新方法。该方法以发电机的有效无功储备为基础，考虑动态无功补偿装置的有效无功储备，根据系统关键母线灵敏度的计算值，确定配置动态无功装置后动态无功补偿源的有效无功系数，并定义系统有效无功补偿量。进一步，以系统的有效补偿量最大为目标，得出最优的动态无功补偿装置配置方案，通过PSASP软件仿真平台，验证提出方法的有效性与正确性。
　　然后，针对现代电网大而复杂导致电压难以控制的现象展开了电网分区方法研究。通过对各类分区方法的分析，采用一种基于复杂网络理论模块聚类分区算法对电网展开分区。该方法对Newman等人提出的社团Q模块做一定的改进，以模块度指标最大来确定分区结果。为了解决模块聚类过程计算量大的问题，本文还结合了灵敏度初步分区算法，最终实现“先分裂，后凝聚”的分区过程。通过对新英格兰10机39节点系统进行分区，得出了最优分区数量。
　　最后，针对受端电网的受端特性展开研究，分析受端电网暂态电压稳定特性。并以广东电网典型受端片区-莞城片区为实例，分析影响该片区暂态电压的多种影响因素，通过结合基于有效无功补偿量的动态无功补偿装置优化配置方法和基于复杂网络模块聚类的电网分区算法，对莞城片区220kV站点展开动态无功补偿装置分区补偿，通过BPA仿真表明分区补偿能使系统有效无功量和动态无功补偿装置利用率增加，提高了电网暂态电压稳定性。
　　本文的研究的工作不仅对现代电网的主网电压控制具有一定的参实际意义，而且对未来城市电网的建设和规划以及配电网运行也具有一定的参考价值。

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第1章 绪 论

1.1 背景和研究意义

1.2 国内外研究现状

1.3 本文主要工作和结构

第2章 基于有效无功补偿量的动态无功补偿装置优化配置方法研究

2.1 无功储备与电压稳定的关系

2.2 无功储备

2.3 有效无功储备

2.4 动态无功补偿优化配置方法

2.5 算例分析

2.6 本章小结

第3章 基于复杂网络模块聚类的电网分区方法研究

3.1 电网分区原则和基本方法

3.2基于复杂网络理论模块聚类的电网分区算法

3.3基于灵敏度的初步分区算法

3.4算例分析

3.5本章小结

第4章 基于动态无功分区补偿的受端电网电压稳定分析

4.1受端电网电压失稳的原因分析

4.2受端电网暂态电压稳定分析

4.3 广东电网受端特性和应对措施分析

4.4 广东电网暂态电压稳定分析

4.5 典型受端片区-莞城片区220kV站点动态无功分区补偿

4.6 仿真分析动态无功分区补偿对暂态电压稳定的改善

4.7 本章小结

结论与展望

参考文献

致谢

附录A 攻读硕士期间取得的学术成果