上海电网在大受端运行情况下电压稳定性分析

论文摘要

上海电网处于快速发展的中期阶段,并逐步迈向饱和期,在这个过程中,上海电网逐渐体现出典型的大规模受端电网的特征。一般认为,在饱和电力系统的受端电网由于电网输电、供电压力的增加较易出现电压失稳事故,所以提前进行上海受端电网的电压稳定评估具有重要意义。BPA是在电力系统中广泛应用的仿真分析计算软件,功能十分强大。本文针对大受端电网的运行特征,基于BPA提出了静态电压安全评估的分析流程。在此基础上,将新兴的网格计算技术引入到电压安全稳定评估中,进行合理的任务划分,高效的任务调度,设计并实现了基于CAS（Client-Agent-Server）网格环境的电压安全稳定评估平台。上海电网实际算例表明,网格环境下的基于BPA的电压安全稳定并行化评估,能获得线性加速比,提高了分析计算的速度和效率,为分析上海电网的电压安全稳定提供了有效的分析平台。将基于CAS网格环境的电压安全稳定评估平台成功的应用于上海电网,对2012年上海电网通过直流大规模受电情况下的电压稳定性问题进行评估。重点分析了上海电网的潮流分布、各分区的无功备用情况。在此基础上,研究了上海全网的正常运行方式下和N-m故障下的电压稳定裕度以及上海电网各个分区的电压稳定裕度,找到了上海电网的薄弱区域。最后,从交流系统故障、直流系统故障、交直流复故障三方面评估了上海电网的暂态电压稳定,找到了易引起电压问题的失稳模式。随着电网的不断发展,逐步推行节能调度已是大势所趋。因此预先分析节能调度对上海电网安全稳定的影响具有重要的指导意义。本文在上海现行电网的基础上,从节能调度数学模型入手,针对上海电网是个大受端电网的特点,从N-1校核、静态电压稳定、暂态电压稳定等方面,研究分析了节能调度对上海电网电压稳定的影响,并从中找到上海电网实施节能调度后电网的薄弱区域以及可能会引起暂态电压失稳的故障方式。低压减载是防止电压崩溃的最有效的方法之一。本文基于负荷的多面性,提出了负荷综合因子的概念,在此基础上,提出了低压减载优化模型。然后,将优胜劣汰机制引入到人工鱼群算法中,提出了改进人工鱼群算法,并将其用于求解低压减载模型。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 引言
• 1.1 课题研究背景及意义
• 1.2 电压稳定性研究综述
• 1.2.1 电压稳定性的定义和分类
• 1.2.2 电压稳定研究的主要方法
• 1.2.3 提高电压稳定水平的方法
• 1.3 网格计算技术
• 1.3.1 网格的概念
• 1.3.2 电力网格系统结构
• 1.3.3 网格技术在电力系统中的应用
• 1.4 低压减载研究现状
• 1.5 本文主要工作
• 2 基于 BPA 的电压安全性评估
• 2.1 BPA 潮流程序简介[78]
• 2.1.1 潮流程序容量
• 2.1.2 潮流程序主要功能
• 2.2 静态电压安全评估数学模型
• 2.2.1 潮流模型
• 2.2.2 负荷增长方式
• 2.2.3 发电机有功出力调度方式
• 2.2.4 发电机无功越限处理方式
• 2.2.5 无功补偿装置投切处理
• 2.2.6 外网机组出力调度方式
• 2.2.7 负荷模型的选择
• 2.3 静态电压安全性评估分析流程
• 2.4 本章小结
• 3 网格环境下电压安全性评估
• 3.1 引言
• 3.2 任务分解机制
• 3.2.1 按事件级（粗粒度）划分
• 3.2.2 按步骤级（细粒度）划分
• 3.3 任务调度算法
• 3.3.1 平均调度策略
• 3.3.2 静态调度策略
• 3.3.3 动态调度策略
• 3.4 基于 CAS 网格环境的电压安全评估
• 3.4.1 网格计算体系结构
• 3.4.2 电压安全稳定评估流程
• 3.5 实验分析
• 3.5.1 实验环境
• 3.5.2 实验及分析
• 3.6 本章小结
• 4 上海电网大受端运行情况下电压稳定性评估
• 4.1 引言
• 4.2 目标电网
• 4.3 潮流分析
• 4.3.1 夏季高峰方式
• 4.3.2 夏季低谷方式
• 4.4 静态电压稳定评估
• 4.4.1 上海全网电压稳定裕度分析
• 4.4.2 上海分区电网电压稳定裕度分析
• 4.5 暂态电压稳定评估
• 4.5.1 交流系统故障
• 4.5.2 直流系统故障
• 4.5.3 交直流系统复故障
• 4.6 本章小结
• 5 节能调度对上海大受端电网电压稳定性影响评估
• 5.1 引言
• 5.2 节能日前调度数学模型[88]
• 5.2.1 目标函数
• 5.2.2 约束条件
• 5.2.3 负荷经济分配
• 5.3 目标电网
• 5.3.1 电网简介
• 5.3.2 节能日前调度结果
• 5.4 潮流计算
• 5.4.1 正常运行
• 5.4.2 N-1 校核
• 5.5 节能调度后的静态电压稳定性评估
• 5.5.1 黄渡分区
• 5.5.2 泗泾分区
• 5.5.3 南桥分区
• 5.6 节能调度后的暂态电压稳定性评估
• 5.6.1 交流系统故障
• 5.6.2 直流系统故障
• 5.6.3 交直流系统复故障
• 5.6.4 局部分区内故障
• 5.7 本章小结
• 6 低压减载策略研究
• 6.1 引言
• 6.2 低压减载数学模型及分析流程
• 6.2.1 初始模型
• 6.2.2 基于负荷综合因子的优化模型
• 6.2.3 算法流程
• 6.3 模型求解
• 6.3.1 人工鱼群算法介绍及缺陷
• 6.3.2 改进人工鱼群算法
• 6.3.3 基于 IAFSA 的 UVLS 问题求解
• 6.4 算例分析
• 6.5 本章小结
• 7 总结与展望
• 7.1 总结
• 7.2 展望
• 附录1
• 附录2
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文