电力系统元件参数对暂态稳定性影响的研究

摘要

随着电网不断发展和规模扩大，影响电网暂态稳定性的因素日益增多，稳定破坏对电力系统和社会经济造成的损失越来越大。因此，准确把握实际电网的运行特性及其影响因素，对于充分发挥电网的输电潜力和供电能力，提高电网的运行效率及安全稳定运行水平，具有重要的现实工程意义。元件参数是影响系统稳定性的重要因素之一，准确把握元件参数对电力系统暂态稳定性的影响程度及其特点与规律，对电网调度和运行控制具有重要的实际工程价值。本文即以实际电网为工程背景重点研究参数对暂态稳定性的影响。
　　首先简要综述了电力系统暂态稳定性的定义与分析方法、元件参数对暂态稳定性影响的研究现状以及轨迹灵敏度方法在暂态稳定分析中的研究与应用现状；介绍了电力系统元件的数学模型并分析阐述了各元件模型的特点及其应用场合；总结分析了轨迹灵敏度的定义与分类、计算方法及其应用于电力系统暂态稳定分析时的特点。
　　其次为了能详细直观地反映元件参数对暂态稳定性的影响程度，在分析功角和电压动态轨迹特征量与电力系统暂态稳定性之关系的基础上，提出了一种基于暂态稳定测度指标的参数灵敏度分析方法，实现了元件参数对暂态稳定性影响程度的定量评价。通过实际电网中的仿真验证，检验了上述方法的有效性。
　　最后以湖南电网为研究对象，综合运用摄动原理、轨迹灵敏度方法、参数灵敏度分析方法研究了同步发电机、调速器、励磁系统、主要输电线路和变压器的参数对湖南电网暂态稳定性的影响。结果表明：交、直轴同步电抗、直轴暂态电抗、转子惯性时间常数、输电线路电抗、输电线路对地电容、变压器变比等参数对电网暂态稳定性的影响较大，其中，转子惯性时间常数增大有利于提高暂态稳定性，交、直轴同步电抗、直轴暂态电抗、输电线路电抗、输电线路对地电容减小有利于提高暂态稳定性，变压器变比适当增大也有利于暂态稳定性的提高。所得结论对实际电网的发展规划和运行调度具有工程参考价值。

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第1章 绪论

1.1 本课题的研究背景及意义

1.2 电力系统暂态稳定性的研究

1.3 电力系统元件参数对暂态稳定影响的研究现状

1.4 轨迹灵敏度方法在电力系统暂态稳定分析中的应用

1.5 本文的主要工作

第2章 电力系统元件数学模型

2.1 同步发电机的数学模型

2.2 调速器的数学模型

2.3 励磁系统的数学模型

2.4 电力网络的数学模型

2.5 负荷的数学模型

2.6 本章小结

第3章 轨迹灵敏度的研究及暂态稳定测度指标的应用

3.1 轨迹灵敏度的定义

3.2 轨迹灵敏度的分类及灵敏度函数的表达形式

3.3 轨迹灵敏度的计算方法

3.4 轨迹灵敏度的大小比较

3.5 基于暂态稳定测度指标的参数灵敏度分析方法

3.6 本章小结

第4章 主要元件参数对湖南电网暂态稳定性的影响

4.1 引言

4.2 仿真计算条件

4.3 发电机参数对电网暂态稳定性的影响分析

4.4 调速器参数对电网暂态稳定性的影响分析

4.5 励磁系统参数对电网暂态稳定性的影响分析

4.6 主要输电线路和变压器参数对电网暂态稳定性的影响

4.7 本章小结

结论与展望

1、主要研究结论

2、展望

参考文献

致谢

附录 攻读学位期间发表的论文和参与的科研项目