基于间接法和直接法的电力系统电压稳定性研究

摘要

近年来，大停电事故的不断发生，电压失稳极为可能是许多大停电的根本原因，使电压稳定性问题的研究受到高度重视。研究电力系统稳定的一种重要分析工具是分岔理论，它研究的是非线性系统在参数变化时能否保持原有定性性态的问题。电力系统中常见的局部分岔有鞍结分岔、霍普夫分岔、奇异诱导分岔和极限诱导分岔四种。当参数达到某一分岔点值时，系统的平衡点失去结构稳定，所有属于这些分岔类型的分岔点形成了系统的可行稳定区域。 求取参数空间的分岔边界是电力系统稳定分析中的一个重要内容，对电力系统安全运行控制非常有用，求取分岔边界的方法有延拓法和直接法。采用MATLAB语言编写由支路功率损耗推导出新参数化策略的连续潮流方法，根据电压稳定指标自动选择合适的支路作为连续参数，研究不同负荷增长方式给系统最大负荷裕度造成的影响。推导采用极坐标和直角坐标的新的全系统数学模型，其优点是变量个数少。发展了追踪二维参数分岔边界曲线的直接法和延拓法相结合的方法，深入地研究求解霍普夫分岔的方法，比较各种求霍普夫分岔点的优劣性，引入求解霍普夫分岔点的新方法到多参数分析中，这种方法计算量小。给出计算双参数和三参数电力系统分岔边界的算法流程。 采用MATLAB语言实现所提的数学模型和计算分岔曲线的算法，对考虑详细发电机数学数学模型的WSCC-9节点和NewEngland-39节点两个算例系统进行单参数分岔分析和多参数分岔分析，以励磁参考电压Vref、小励磁增益Ka和励磁时间常数Ta为可变参数，分别研究考虑静态负荷模型和动态负荷模型的两种情形下多个可变参数同时变化的分岔行为，算例计算结果表明所提模型和方法的稳定性好，计算速度快，精确性高，适用性好，适用于大电力系统动态电压稳定分析。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1引言

1.2电压稳定性定义和分类

1.3电压稳定研究的现状和内容

1.3.1电压崩溃的机理探讨

1.3.2静态分析方法

1.3.3动态分析方法

1.3.4电压稳定研究展望

1.4本文的主要工作

第二章基于静态电压稳定的输电能力研究

2.1连续潮流法的基本思想

2，1.1数学模型

2.1.2连续潮流法的四个策略

2.1.3传统连续潮流法的算法流程图

2.2改进连续潮流方法

2.3算例分析

2.4本章小结

第三章动态电力系统分析理论

3.1元件数学模型

3.1.1发电机和励磁系统数学模型

3.1.2负荷数学模型

3.2网络数学模型

3.2.1网络数学模型一

3.2.1网络数学模型二

3.3网络模型与元件的接口

3.4分岔分析基础

3.4.1局部分岔

3.4.2直接法

3.4.3延拓法(间接法)的基本原理

3.5直接法和间接法相结合的处理

3.5.1鞍结分岔

3.5.2霍普夫分岔

3.5.3奇异诱导分岔

3.5.4极限诱导分岔

3.6算法流程图

3.7本章小结

第四章电力系统分岔分析

4.1连续潮流与准稳态方法的比较

4.2负荷功率增长对电压稳定性的单参数分析

4.3考虑发电机详细模型和静态负荷模型的多参数分析

4.3.1负荷增长和励磁系统参考电压的双参数分析

4.3.2励磁增益、励磁系统参考电压和负荷增长三者同时变化对系统稳定性的影响

4.3.3励磁时间常数、励磁系统参考电压和负荷增长三者同时变化对系统稳定性的影响

4.4考虑动态负荷模型的单参数分析

4.5考虑动态负荷模型的多参数分析

4.5.1励磁系统参考电压和负荷水平同时变化对系统的影响

4.5.2励磁增益、励磁系统参考电压和负荷水平同时变化对系统稳定的影响

4.5.3励磁时间常数、励磁系统参考电压和负荷水平同时变化对系统稳定的影响

4.6动态负荷位置对系统稳定的影响

4.7本章小结

总结与展望

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及科研项目情况