计及负荷特性的在线电压稳定性研究

摘要

随着电压失稳和电压崩溃事故的频发以及电力需求的不断增长，电力系统的运行越来越接近其极限状态，电压稳定问题日益突出。同时，电压稳定问题又是负荷稳定问题，因此研究负荷特性对电压稳定问题的影响显得尤为重要。本文主要研究了三种不同负荷模型下的在线电压稳定性问题。
　　 一是应用连续潮流得出各种运行状态下的电压稳定裕度，通过设计一个三层的神经网络模型，从而把节点负荷的变化与电压稳定裕度之间建立一种映射关系。神经网路模型的输入向量应用回归分析进行特征选择，使得输入维数减少，既加快了训练速度，又提高了训练精度，克服了运用连续潮流在线计算慢的缺点。
　　 二是提出了一种基于时间断面上的局部等值方法，在所要研究的节点处，把电力网络局部等效成两节点系统，利用PMU测得的电压和电流相量，求出局部等值模型的参数。负荷采用静态ZIP模型，最后推导出了节点电压稳定指标表达式，此指标无需全系统外部等值，可提高准确度和计算速度。
　　 三是应用连续潮流追踪系统的平衡解流形，在获得的平衡点处，建立由感应电动机并联阻抗的动态负荷模型，推导出了一个简单电力系统电压稳定分析的微分代数方程组模型，分析了计及负荷动态特性的小干扰电压稳定性，并推导了电压稳定动态指标。

目录

文摘

英文文摘

第1章 绪论

1.1 课题研究目的及意义

1.2 电压稳定性方法研究现状

1.2.1 小干扰电压稳定分析

1.2.2 大干扰电压稳定分析

1.2.3 其它电压稳定分析方法

1.3 电压稳定性指标研究现状

1.3.1 静态电压稳定指标

1.3.2 动态电压稳定指标

1.4 广域测量系统

1.4.1 同步相量测量技术

1.4.2 广域测量系统在电压稳定中的应用

1.5 本文主要工作

第2章 纯功率负荷模型的在线电压稳定评估

2.1 引言

2.2 连续潮流的负荷裕度计算

2.2.1 延拓法

2.2.2 连续潮流

2.3 神经网络模型的基本原理

2.4 基于神经网络的在线电压稳定评估的实现

2.4.1 生成数据样本

2.4.2 回归分析的特征选择

2.4.3 网络设计与测试

2.5 算例分析

2.6 本章小结

第3章 计及负荷静态特性的在线电压稳定指标

3.1 引言

3.2 静态负荷模型

3.3 局部等值模型推导

3.4 节点电压稳定评估指标的推导

3.5 算例分析

3.5.1 仿真事件1

3.5.2 仿真事件2

3.6 本章小结

第4章 计及负荷动态特性的在线电压稳定指标

4.1 引言

4.2 动态负荷模型

4.3 电压稳定分析的小干扰法

4.4 小干扰电压稳定研究的数学模型

4.4.1 系统微分代数模型

4.4.2 模型的初始化计算

4.4.3 平衡点特征值计算

4.5 在线应用

4.6 算例分析

4.6.1 仿真事件1

4.6.2 仿真事件2

4.7 本章小结

第5章 总结与展望

5.1 本文结论

5.2 研究展望

5.2.1 ANN网络输入向量的特征选择问题

5.2.2 负荷模型参数在线辨识问题

5.2.3 电压稳定动态监测问题

致谢

参考文献

附录 IEEE-新英格兰10机39节点系统

攻读学位期间的研究成果