基于PSS/E的新疆电网电压稳定性分析

论文摘要

近年来,世界上许多国家相继发生了电压稳定问题导致的大面积停电事件,世界各国电力工业界和学术界都极为重视。长期以来,人们对功角稳定性进行了大量的研究,弄清了功角稳定的机理,建立了比较成熟的分析和控制理论,并在电力系统中得到了广泛的应用。但是,人们对电压失稳和电压崩溃的机理尚不完全清楚,没有建立比较完整的电压稳定性分析和控制理论。本文总结了电力系统电压稳定的研究现状,对电压失稳及崩溃的机理作了简要分析,概括了电力系统电压稳定的静态分析方法和动态时域仿真方法。针对新疆电网的实际情况,运用PSS/E （Power System Simulator/Engineering）,软件的PV和QV分析功能,结合功率裕度指标,从恒功率负荷模型和ZIP负荷模型两方面对比研究了2007年新疆电网夏大运行方式下的静态电压稳定性,并就220KV交流线路N-1开断对有功欲度指标的影响进行了敏感性分析。电压稳定问题本质上是一种动态问题,一般采用中长期时域仿真来分析电压稳定的失稳问题。本文详细讨论了有载调压变压器模型（OLTC）、动态负荷恢复模型、发电机最大励磁限制器（MXL）模型对电压动态稳定性的影响。基于PSS/E仿真平台建立了3机10节点仿真算例,并充分利用PSS/E动态仿真功能以及扩展动态仿真功能对考虑有动态负荷恢复特性、OLTC动作特性、最大励磁限制器等慢性动态元件的中长期电压稳定进行了相关的研究。从时域仿真的角度揭示了这些慢性动态元件在电压崩溃过程中所起的作用。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 本课题研究的目的和意义
• 1.2 电压稳定的定义与分类
• 1.2.1 电压稳定的定义
• 1.2.2 电压稳定的分类
• 1.3 电压稳定研究的现状
• 1.3.1 基于潮流方程的静态研究
• 1.3.2 基于微分方程的动态研究
• 1.4 本文的主要工作
• 第2章 静态电压稳定的基本理论
• 2.1 静态电压失稳的机理解释
• 2.2 静态分析方法
• 2.2.1 P-V 曲线分析方法
• 2.2.2 V-Q 曲线分析方法
• 2.3 静态电压稳定评价指标
• 2.3.1 电压幅值和临界电压指标
• 2.3.2 有功裕度和无功裕度指标
• 2.3.3 灵敏度指标
• 2.3.4 区域有功负荷裕度判别法
• 第3章 利用PSS/E 进行电力系统仿真分析
• 3.1 PSS/E 潮流计算功能
• 3.2 输电市场开放与公开竞价
• 3.3 PSS/E 最优潮流计算
• 3.4 对称和不对称故障计算
• 3.5 PSS/E 动态仿真介绍
• 3.6 PSS/E 的中长期动态仿真
• 3.7 PSS/E 的批处理功能
• 第4章 新疆220KV 主电网静态电压稳定性分析
• 4.1 2007 年夏大方式潮流及无功平衡分析
• 4.2 无功功率平衡的基本原则
• 4.3 静态电压稳定性分析方案
• 4.4 负荷模型不同时的静态电压稳定分析
• 4.5 结论
• 第5章 中长期电压稳定时域仿真分析
• 5.1 中长期电压失稳的机理解释
• 5.2 影响中长期电压稳定的相关因素
• 5.2.1 综合负荷特性模型
• 5.2.2 有载调压器的作用
• 5.2.3 发电机的作用
• 5.3 PSS/E 中用于中长期电压稳定研究的相关模型
• 5.3.1 有载调压变压器模型
• 5.3.2 扩展期负荷恢复模型
• 5.3.3 发电机最大励磁限制器模型
• 5.4 仿真算例与结果分析
• 5.4.1 系统介绍
• 5.4.2 时域仿真方案
• 5.5 小结
• 第6章 总结与展望
• 参考文献
• 硕士期间发表论文
• 致谢