基于特征结构分析的静态电压稳定评估及电磁环网解环方案的研究

论文摘要

随着电力系统的发展,系统规模不断增大。电压稳定性问题已经日益严重。静态电压稳定性分析中,人们所关心的是系统的极限功率和衡量系统薄弱程度的电压稳定性指标。普通潮流雅可比矩阵最小模特征值的大小可以反映系统接近电压崩溃点的程度,本文将雅可比矩阵最小模特征值作为衡量系统薄弱程度的标志,基于这一思想,构造了节点电压稳定性指标和线路稳定性指标。所得方法在 IEEE22 节点系统上进行了分析验证,取得了较为满意的结果。同时,本文根据雅可比矩阵最小模特征值随系统负荷的变化趋势,提出了一种近似确定电压崩溃点的方法,该方法也在 IEEE9 节点系统和华中电网 22 节点系统上进行了验证。在综合考虑多种因素的基础上,提出了一种新的电磁环网解环决策方法。常规的解环决策方案一般只考虑单一的因素,然后让其他条件尽量满足。本文在优先权系数法的基础上提出了一种新的确定电磁环网解环方案的方法,这种方法考虑了多种制约因素,更加全面,符合实际电网的运行规定。

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摘要

ABSTRACT

第一章绪论

1.1 引言

1.2 电压稳定的定义和分类

1.3 电压稳定性研究的内容和现状

1.4 静态分析方法

1.4.1 电压稳定安全指标

1.4.2 电压稳定的控制

1.5 电磁环网与分层分区供电

1.6 本文的主要工作

第二章基于特征结构分析的电压稳定指标构造

2.1 引言

2.2 特征结构分析法的数学基础

2.2.1 概述

2.2.2 特征结构分析方法的提出

2.2.3 基本方程式

2.2.3.1 潮流计算基本方程

2.2.3.2 收敛潮流雅可比矩阵基本方程

2.3 特征结构分析法中潮流计算模块所用软件 BPA 简介

2.3.1 潮流程序容量

2.3.2 潮流程序主要功能

2.3.3 用于电压稳定分析的功能

2.3.4 BPA 用于静态电压稳定分析时的缺陷

2.4 特征结构分析方法的数学模型建立

2.4.1 雅可比矩阵的谱分解

2.4.2 特征结构分析中负荷的等值方法

2.5 用于静态电压稳定分析的系统评价指标的构造

2.5.1 节点指标的构造方法

2.5.1.1 节点指标提出的理论基础

2.5.1.2 节点指标的推导过程

2.5.1.3 节点综合灵敏度指标 CSI（i）的说明

2.5.2 薄弱线路的确定方法

2.5.2.1 线路灵敏度的构造

2.5.2.2 线路灵敏度指标的说明

2.5.3 算法流程图

2.6 实例分析

2.6.1 节点综合灵敏度指标CSI（i）计算结果

2.6.2 线路灵敏度指标 LI（ij）的计算

2.7 本章小结

第三章电压稳定分析中静态电压崩溃点的预估方法

3.1 电压稳定本质的探讨

3.2 现有方法的特点及缺陷

3.3 采用预估的方法确定静态电压崩溃点的位置

3.3.1 雅可比矩阵特征值结构分析方法原理

3.3.2 雅可比矩阵最小模特征值随负荷变化趋势的分析

3.3.3 静态电压崩溃点的预估方法

3.3.4 算法总体步骤

3.4 IEEE9 节点系统实例分析

3.4.1 雅可比矩阵最小模特征值随系统负荷变化的分析

3.4.2 IEEE9 节点系统静态电压崩溃点的预测

3.4.3 预测完整的λβ曲线图

3.5 华中电网22 节点系统实例分析

3.5.1 雅可比矩阵最小模特征值随系统负荷变化的分析

3.5.2 华中电网22 节点系统静态电压崩溃点的预测

3.5.3 预测完整的λβ曲线图

3.6 结论

第四章计及电压稳定性的电磁环网解环方案的确定

4.1 引言

4.2 高低压电磁环网对电力系统的影响

4.3 现阶段电磁环网开环、电网分层分区的实践

4.3.1 上海电网分层分区的分析[30]

4.3.2 福建电网电磁环网解环可行性分析[31]

4.4 利用优先权系数法确定解环方案原理

4.4.1 优先权系数算法的提出

4.4.2 算法简介

4.4.3 算法的具体步骤

4.4.3.1 确定对象属性

4.4.3.2 构造模糊判断矩阵

4.4.3.3 计算单一属性下的模糊权重

4.5 基于优先权系数法的电磁环网解环决策方案的确定过程

4.5.1 初选网络

4.5.2 确定方案属性

4.6 实例应用

4.6.1 初步方案的确定

4.6.2 三种方案下各种属性的计算

4.6.3 构造模糊判断矩阵

4.6.4 确定最终的方案

4.6.5 结论

4.7 本章小结

第五章无功补偿对电压稳定性的影响

第六章结论以及今后努力的方向

致谢

参考文献

在学期间发表的学术论文和参加科研情况

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