N-1潮流计算的动态分析方法

论文摘要

随着电力系统规模的不断扩大，电力系统逐渐向着大机组、大电网、高电压和远距离输电的方向发展，电力系统的静态安全问题也日益突出。电网开断模拟是静态安全分析的一个重要部分，研究电网开断模拟问题，提出快速有效的开断模拟算法具有非常重要的现实意义。基于灵敏度分析的泰勒展开法因其简单、直观和实用的优势受到了众多学者的青睐。本文即以此为基础提出了基于注入节点功率约束条件的动态分析方法，对N-1网络进行快速潮流计算。论文通过将电力系统支路开断过程参数化，推导出节点电压与注入节点电流关于开断参数的泰勒级数。根据注入节点功率约束的边界条件，求出电流与电压修正量互为补偿的平均值，将所得到的电压修正量的平均值作为对泰勒展开电压的进一步修正，快速准确求出支路开断后的系统节点电压。同时探讨了上述动态分析原理的反函数（开断参数关于状态变量的函数）泰勒展开式计算方法，将电力网络问题转换为数学上的求解一元多次方程问题，求出开断系统的节点电压值。理论分析表明，将电网开断参数展开为系统状态变量泰勒级数的方法更为合理，但有待于进一步研究与完善。进一步地，提出电压幅值关于开断参数的一阶导数作为判断N-1系统节点静态电压稳定性的灵敏度指标。利用IEEE标准系统进行仿真分析表明，两种求解N-1潮流的算法在处理支路开断和发电机开断问题上各有优缺点，电压灵敏度指标的提出则能快速分析出N-1系统的静态安全性，可信度高，具有很好的应用前景。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 插图索引
• 附表索引
• 第1章 绪论
• 1.1 论文研究的背景及意义
• 1.2 电网开断模拟的研究现状
• 1.2.1 电力系统潮流计算
• 1.2.2 电网开断模拟的研究方法
• 1.3 本论文的主要工作
• 第2章 电力系统潮流计算
• 2.1 概述
• 2.1.1 潮流计算的一般模型
• 2.1.2 潮流计算的基本方程
• 2.1.3 潮流计算的约束条件
• 2.2 潮流计算的牛顿-拉夫逊法
• 2.2.1 牛顿-拉夫逊法的基本原理
• 2.2.2 牛顿-拉夫逊法潮流计算的修正方程式
• 2.2.3 牛顿法修正方程式的求解[7-9]
• 2.3 潮流计算的 P-Q 分解法
• 2.3.1 P-Q 分解法的基本原理
• 2.3.2 P-Q 分解法的计算步骤
• 2.4 开断线路/变压器的潮流计算
• 2.5 本章小结
• 第3章 电力系统静态安全稳定分析
• 3.1 概述
• 3.2 静态安全分析方法
• 3.2.1 静态安全分析的补偿算法
• 3.2.2 静态安全分析的直流潮流法
• 3.2.3 灵敏度分析法
• 3.2.4 其他静态安全分析方法
• 3.3 本章小结
• 第4章 电网开断算法研究
• 4.1 概述
• 4.2 支路开断模拟
• 4.2.1 支路开断概述
• 4.2.2 算法研究
• 4.3 发电机开断模拟
• 4.3.1 概述
• 4.3.2 算法研究
• 4.4 连续潮流在开断模拟中的应用
• 4.5 本章小结
• 第5章 N-1 潮流计算的动态分析方法
• 5.1 基于边界补偿原理的 N-1 潮流计算的动态分析方法
• 5.1.1 补偿原理
• 5.1.2 基于边界补偿原理的支路开断潮流计算
• 5.1.3 基于边界补偿原理的发电机开断潮流计算
• 5.1.4 算例仿真与分析
• 5.2 开断参数展开为电压泰勒级数的 N-1 潮流计算分析方法
• 5.2.1 开断参数展开为电压的泰勒级数的支路开断潮流计算
• 5.2.2 开断参数展开为电压的泰勒级数的发电机开断潮流计算
• 5.2.3 算例仿真与分析
• 5.3 N-1 网络的静态安全稳定指标分析与计算
• 5.3.1 静态安全稳定指标概述
• 5.3.2 N-1 网络电压对开断参数的灵敏度系数指标
• 5.3.3 N-1 故障系统的薄弱节点分析
• 5.4 本章小结
• 结论与展望
• 参考文献
• 致谢
• 附录 A 攻读学位期间发表的学术论文目录
• 附录 B 攻读学位期间参与的科研课题