电力系统热稳定安全域的研究

摘要

电力系统的安全稳定运行关系到国民经济的繁荣发展与社会生活的安定祥和。由于近年来电网的迅猛发展,当前长距离输电、区域电网互联、电力市场化和新技术元器件的应用都日趋增多,这无不使得电力系统的运行方式愈加复杂,电力系统中的设备在更加接近其稳定极限的状态下运行,因此电力系统的安全稳定性问题更加突出,近年来频繁发生的大规模连锁停电事故正是当前存在的电力系统安全稳定性问题的集中体现。安全域对于解决电力系统安全稳定问题具有十分重要的作用,而使系统中所有线路的电流限值约束都得到满足的电力系统热稳定安全域是一种基本的安全域,本文定义了决策空间中的电力系统热稳定安全域,并对其边界的快速求解方法进行了研究。
　　本文首先基于电力系统实时运行中变量的划分,建立了由负荷节点有功、无功注入功率和发电机节点的有功注入功率构成的决策空间,进而给出了定义在决策空间中的电力系统热稳定安全域的表达式。通过实例表明了在工程关心范围即设备容许使用范围内热稳定安全域边界可用少数几个超平面近似描述的可行性。
　　通过泰勒级数的展开和灵敏度的应用,本文推导了基于交流潮流模型的描述热稳定安全域边界的超平面系数的数学公式。为提高准确性,本文给出了一种可快速寻找热稳定临界点的算法,并以临界点处的状态量生成超平面系数。大量算例表明,本文方法在生成热稳定安全域边界时,其速度和精度较现有方法都有了明显的提高。
　　最后,考虑到实际的热稳定安全域边界是由系统中少数可能发生越限的线路所对应的边界构成,本文将这些线路定义为热稳定安全关键线路,并基于交流潮流解耦推导了用于筛选这些线路的方法,使得在较短时间内生成考虑系统所有线路的完整的热稳定安全域边界成为可能。

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第一章 绪论

1.1引言

1.2电力系统中的安全域

1.3本文的主要任务

第二章 静态安全域

2.1有功静态安全域

2.2无功静态安全域

2.3静态安全域的响应域形式

第三章 决策空间上的热稳定安全域(THSR)

3.1决策空间

3.2决策空间上THSR的表达式

3.3 THSR图形的非线性及其以超平面表示的可行性

第四章 THSR边界一次近似表达式的快速计算

4.1本文所用的交流潮流模型

4.2线路电流限值边界的一次近似表达式

4.3灵敏度矩阵的简化计算

4.4运行点转移的迭代计算

4.5算例

4.6算例结果的相关证明

第五章 热稳定安全关键线路

5.1热稳定安全关键线路

5.2线路电流的解耦计算

5.3仿射变换关系的修正

5.4热稳定安全关键线路的选取

5.5算例

第六章 结论与展望

6.1结论

6.2展望

参考文献

附录

发表论文和参加科研情况说明

致谢