基于戴维南等值的静态电压稳定极限快速计算方法研究

摘要

电压稳定是个非常古老的问题，同时也是电力系统的一个难题。近年来，随着电压崩溃事故越来越多地发生，电压稳定引起了工程界和学术界的高度重视。 静态电压稳定分析由于其在预估潜在危险情况方面的具有计算量小，速度快等优势，近年来得到了广泛的研究和应用。 电力系统由于本身的复杂性，使得研究者都想方设法去寻找一种简单有效的模型去简化它。戴维南等值方法应运而生。其化简网络的有效性和直观性，最近成为研究的一个热门。 信息技术的迅猛发展和数值计算方法的深入研究，使得他们在电力系统的应用已经达到了前所未有的深度和广度。潮流计算以及以潮流计算为基础的各种分析方法和控制手段，不仅变得可能，而且都达到了在线实用化的程度。 本文提出了一种基于戴维南等值参数的静态电压稳定裕度的快速计算方法。通过建立戴维南内电势与负荷裕度的二次多项式模型以及节点电压与负荷裕度之间的泰勒展开模型，运用电网基态的参数，求取该节点的戴维南等值参数。根据鼻形点所处的边界条件，导出负荷裕度与等值参数之间的内在联系。从而计算出研究节点的最大负荷裕度，进一步可对系统的静态电压稳定进行分析。不同于连续潮流计算，该方法只需要给定运行点的状态参数，利用潮流计算的雅可比矩阵，求解低阶线性方程可以得到节点电压对负荷裕度的一阶与二阶导数，进而获取戴维南等值参数，计算简单快速。与其他的电力系统戴维南等值方法相比，该方法通过寻找戴维南参数与节点负荷裕度之间的关系式，给出了具有一定可信度的节点负荷裕度，直观明了。这种利用戴维南等效电路的节点负荷裕度计算方法在应用时，越是靠近电压稳定极限点，其计算结果越准确。IEEE14和IEEE30母线计算验证了此方法的正确性和实用性。

目录

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声明

第1章绪论

1.1课题研究背景

1.1.1电压稳定性的基本概念及分类

1.1.2电压稳定性研究中有待研究的问题

1.1.3电力系统信息化进程

1.2国内外电压稳定研究现状

1.2.1电压崩溃机理的研究

1.2.2电压稳定常用方法

1.3静态电压稳定研究

1.3.1平衡点的存在性分析

1.3.2灵敏度方法简介

1.4电压临界崩溃点

1.4.1鞍结型电压崩溃点

1.4.2约束诱导型电压崩溃点

1.5本文研究的主要内容

第2章电力系统静态等值

2.1引言

2.2电力系统静态等值

2.2.1 Ward类型的方法

2.2.2戴维南等值与诺顿等值

2.3戴维南等值原理及模型

2.3.1等值原理

2.3.2等值基本模型

第3章潮流计算

3.1电力系统潮流计算的简介

3.1.1概述

3.1.2潮流的发展与现状

3.2复杂电力系统潮流计算的数学模型

3.2.1电力系统三种节点类型

3.2.2潮流计算的约束条件

3.2.3潮流的基本方程

3.3牛顿-拉夫逊法潮流计算

3.3.1牛顿-拉夫逊法的基本原理

3.3.2节点电压用直角坐标表示时的牛顿-拉夫逊法潮流计算

3.3.3节点电压用极坐标表示的牛顿-拉夫逊法潮流计算

3.4 P-Q分解法潮流计算

3.5连续潮流计算(CPF)

第4章基于戴维南等值的静态电压稳定裕度快速计算

4.1引言

4.2戴维南等值参数确定

4.2.1戴维南等值模型及相关简化

4.2.2基态节点电压的确定

4.2.3戴维南内势与负荷之间的模型

4.2.4非基态潮流点的引入

4.2.5发电机无功极限的考虑

4.2.6等值参数的求解

4.3利用等值参数对节点快速稳定分析

4.3.1最大负荷裕度与等值参数的解析关系

4.3.2系统最大负荷裕度的求取

4.4算法实现

4.5算例分析

4.5.1正确性分析及测试

4.5.2准确性分析

4.5.3方法评价及结论

第5章结论

参考文献

致谢

附录