故障后电力系统静态安全稳定快速计算

论文摘要

在电力市场环境下,为了使电力系统运行效益最大化,电网往往是接近极限的状态下运行。为了保持电网长期安全稳定的运行,计算电网的安全稳定裕度,以及事故发生后电网的安全稳定性就显得十分重要。本文提出了一种快速计算支路故障后电力系统静态电压稳定裕度的方法。该方法大大提高了计算速度,能够满足电力系统在线计算的需要。并用C++语言编写程序来验证了该方法的可靠性和实用性。具体工作主要集中在如下四个方面:（1）本文首先介绍了电压稳定问题的基本概念。主要内容有电压稳定的现象和研究意义,与之相关的基本概念,电压稳定性的分类,并综述了电压稳定性研究的历史和现状,静态电压稳定分析的主要方法。建立了分析静态电压稳定分析的简单系统模型。通过研究简单系统的静态电压稳定性,明确静态电压稳定的一些基本概念。最后在简单系统中得到关于电压稳定性的一些基本结论。（2）详细介绍了电力系统网络潮流的计算方法,并建立了求取电力系统电压稳定分岔点的模型,并着重介绍了运用连续潮流法求取电压稳定分岔点的算法。并且针对连续潮流法中可能出现的一些问题（如连续参数的选择、灵敏度信息、临界点识别、常规潮流和连续潮流的互补应用、负荷变化方式）作出了相应的介绍说明。（3）采用了两种新的快速逼近算法计算故障后电力系统的电压稳定裕度:SNB点曲线追踪法,这种方法对于导致基态负荷条件下失去潮流可行解的严重支路故障同样可求得其实际的电压稳定临界点,可为故障评价及制定相应的预防控制措施提供宝贵信息。此外,故障后系统SNB点的预测与校正方程均可采用特殊的矩阵降阶技术求解,简化了程序设计,减少了内存占用;SNB点高阶泰勒逼近法,该方法中提出的高阶灵敏度计算公式规律性好且可解析表达。状态变量与负荷裕度的高阶灵敏度求解都是基于同一系数矩阵,不需反复因子表分解。方法不需计算特征向量的高阶导数。计算速度快和计算精度高是本方法的突出特点。（4）用相应的电网系统分别对两种方法进行了仿真计算,并证明了这两种方法的正确性,以及与传统方法相比所具有的优越性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 本课题研究的背景目的和意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 潮流计算
• 1.2.2 电网静态安全分析
• 1.2.3 故障状态下电网静态安全稳定裕度计算
• 1.3 本文的主要工作
• 第2章 电压崩溃的机理解释
• 2.1 电压稳定及电压崩溃的基本概念
• 2.1.1 电压崩溃的典型情况
• 2.1.2 基于事故的一般特性
• 2.1.3 简单两节点系统PV 曲线推导
• 2.2 电压失稳的机理解释
• 2.2.1 电压失稳的静态机理解释
• 2.2.2 电压失稳的动态机理解释
• 2.2.3 系统和设备对电压稳定的影响
• 第3章 电压稳定性和潮流问题
• 3.1 电力系统潮流计算
• 3.1.1 电力系统潮流计算的简介
• 3.1.2 复杂电力系统潮流计算的数学模型
• 3.1.3 牛顿－拉夫逊法潮流计算
• 3.1.4 P-Q 分解法潮流计算
• 3.2 连续潮流法计算电压稳定裕度
• 3.2.1 连续潮流计算方法
• 3.2.2 连续潮流计算中的一些问题
• 第4章 考虑故障情况下系统静态安全稳定快速计算
• 4.1 概述
• 4.2 SNB 点曲线追踪法
• 4.2.1 支路导纳参数化的 SNB 点曲线
• 4.2.2 预测—校正格式的 SNB 点曲线追踪
• 4.2.3 高维方程的降阶解法
• 4.2.4 系统算例
• 4.3 SNB 点高阶泰勒逼近法
• 4.3.1 电压崩溃点处负荷裕度灵敏度计算
• 4.3.2 泰勒逼近N-1 状态下的 SNB 点
• 4.3.3 系统算例
• 结论
• 参考文献
• 附录A: （攻读学位期间发表的论文情况）
• 致谢