2015年南方电网电压稳定分析计算

论文摘要

由于电压不稳定或电压崩溃导致国外许多电力系统丢失负荷甚至大面积停电的发生,电压稳定课题才变成了电力界关注的焦点,电压失稳的机理、电网电压稳定指标、防止电压失稳事故发生的策略等一系列研究课题成为研究者们关注的热点。2015年南方电网的云南、贵州、广西、广东和海南电网的联系越来越密,区域内负荷迅速增加。其区域内无功支撑力度和电压稳定水平承受严峻的考验。因此,根据南方电网的实际情况,提出切合实际电压稳定性的分析方法,实现对电力系统电压稳定水平的全面评估,对于防止电压失稳和提高输送电系统的安全可靠性都具有十分重要的意义。由于南方电网有上千的母线和各等级的线路,使得其在电压稳定分析中异常的复杂。本文采用电力系统安全稳定量化分析与优化决策软件,用模态分析法全面分析了南方电网的电压稳定性。确定电网关键负荷母线、关键线路和关键机组,以及电网的相对薄弱区域。同时用模态分析法计算了各个省电网的区域负荷裕度,评价其承受有功负荷功率变化的能力。对于影响电压稳定的关键负荷母线,通过不同的补偿方式来改善电压的稳定性。最后通过暂态电压稳定分析,来评价电网承受大扰动的能力。用暂态安全裕度作为暂态电压稳定的判断依据。暂态电压安全是保证暂态电压稳定和暂态电压跌落可接受性两个方面。以2015年南方电网下的云南省电网为主,分析了在直流闭锁、线路N—1和发电机N—1故障下的暂态电压稳定性。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 研究的背景和意义
• 1.2 电压稳定问题的研究现状
• 1.2.1 电压稳定的定义和分类
• 1.2.2 电压稳定与功角和频率稳定的关系
• 1.2.3 电压失稳机理的研究
• 1.2.4 电压稳定问题的研究方法
• 1.2.4.1 静态稳定分析方法
• 1.2.4.2 动态分析
• 1.3 本论文的主要工作
• 第二章 静态电压稳定模态分析的理论基础
• 2.1 引言
• 2.2 交直流电力系统潮流计算方程
• 2.2.1 节点功率方程式
• 2.2.2 换流器基本方程
• 2.2.3 直流网络方程
• 2.2.4 直流控制方程
• 2.3 交直流系统潮流计算方程式雅可比矩阵
• 2.4 静态电压分析
• 2.4.1 V—Q灵敏度分析
• 2.4.2 电压稳定的模态分析原理
• 2.4.2.1 Q-V模态分析原理
• 2.4.2.2 参与因子的定义
• 2.4.2.3 左右特征向量与关键节点和关键发电机的关系
• 2.4.2.4 支路参与系数和发电机参与系数
• 第三章 静态电压稳定的模态分析
• 3.1 引言
• 3.2 仿真工具简介
• 3.3 负荷模型
• 3.4 电压稳定的模态计算方法原理
• 3.5 南方电网电压稳定模态仿真分析
• 3.5.1 南方电网
• 3.5.1.1 南方电网公司简介
• 3.5.1.2 南方电网现存在的主要问题
• 3.5.2 模态仿真计算结果与分析
• 3.6 模态分析在负荷裕度计算中的应用
• 3.6.1 区域有功负荷裕度
• 3.6.1.1 区域有功负荷裕度判别法
• 3.6.1.2 南方电网区域有功裕度仿真计算
• 3.7 小结
• 第四章 改善电压静态稳定性的措施
• 4.1 引言
• 4.2 南方电网进行无功补偿的仿真分析
• 4.3 通过发电机的调整提高电压稳定性
• 4.3.1 发电机无功出力调整的限制因素分析
• 4.3.1.1 励磁调节系统限制
• 4.3.1.2 定子电流限制
• 4.3.1.3 低电压限制
• 4.3.1.4 南方电网通过发电机提高电压稳定的仿真分析
• 4.4 直流换流器对电压稳定的影响
• 4.5 小结
• 第五章 暂态电压稳定分析
• 5.1 引言
• 5.2 暂态电压稳定和暂态电压跌落可接受性
• 5.3 暂态功角稳定性和暂态电压安全性
• 5.4 暂态电压稳定判断标准
• 5.5 安全性定量分析
• 5.5.1 暂态安全性定量分析的模型
• 5.5.1.1 发电机模型
• 5.5.1.2 励磁系统模型
• 5.5.1.3 电力系统稳定器模型
• 5.5.1.4 调速器、原动机综合模型
• 5.5.1.5 单独的调速器模型
• 5.5.1.6 原动机模型
• 5.5.1.7 负荷模型
• 5.5.1.8 各种稳定措施及其控制回路
• 5.5.1.9 两端直流及其调节系统模型
• 5.5.2 暂态安全性定量分析的算法
• 5.6 南方电网暂态电压稳定分析
• 5.6.1 直流单极闭锁
• 5.6.2 交流线路N-1故障
• 5.6.3 发电机N-1故障
• 5.7 改善暂态电压稳定性分析
• 5.8 小结
• 第六章 结论
• 致谢
• 参考文献
• 附录一 攻读硕士期间发表的论文
• 附录二 2015年云南电网地理接线图
• 附录三 2015年南方电网地理接线图