靜態(tài)電壓穩(wěn)定的虛擬支路法研究.pdf

1、國內(nèi)圖書分類號：TM76學(xué)校代碼：10213國際圖書分類號：621.31密級：公開工學(xué)博士學(xué)位論文工學(xué)博士學(xué)位論文靜態(tài)電壓穩(wěn)定的虛擬支路法研究博士研究生：苗峰顯導(dǎo)師：郭志忠教授申請學(xué)位：工學(xué)博士學(xué)科：電力系統(tǒng)及其自動化所在單位：電氣工程及自動化學(xué)院答辯日期：2009年6月授予學(xué)位單位：哈爾濱工業(yè)大學(xué)摘要I摘要隨著電力系統(tǒng)規(guī)模和復(fù)雜程度不斷增大、長距離輸電線路的增多以及電力市場改革的推進，現(xiàn)代電力系統(tǒng)距離安全域邊界也越來越近，對系統(tǒng)安全分

2、析和故障切除后的控制提出了更高的要求。電壓穩(wěn)定問題涉及面廣、危害性大、誘發(fā)因素復(fù)雜，是電力系統(tǒng)安全分析研究的重要課題。支路開斷和支路潮流越限是引起電壓失穩(wěn)的重要因素之一。失穩(wěn)故障支路退出運行使得故障后系統(tǒng)失去靜態(tài)可行潮流解，增加了分析與控制的難度。當(dāng)前，解決支路潮流越限問題還沒有系統(tǒng)的方法。評估失穩(wěn)故障支路嚴(yán)重程度、恢復(fù)故障支路切除后潮流可行解以及解決支路潮流越限問題構(gòu)成了本文研究的主要內(nèi)容。首先，針對傳統(tǒng)連續(xù)潮流算法在計算負(fù)荷裕度時遇

3、到的平衡節(jié)點發(fā)電機無功約束問題進行了研究，提出了平衡節(jié)點無功約束的連續(xù)潮流負(fù)荷裕度算法。在分析了交流功率網(wǎng)絡(luò)潮流方程性質(zhì)和電力系統(tǒng)特殊網(wǎng)絡(luò)參數(shù)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)之上，對傳統(tǒng)潮流算法進行了改進。對達(dá)到無功約束極限的平衡節(jié)點采用了節(jié)點類型轉(zhuǎn)換方法即由Vθ節(jié)點轉(zhuǎn)換為Qθ節(jié)點。利用負(fù)荷功率變動態(tài)導(dǎo)納算法解決了節(jié)點導(dǎo)納矩陣病態(tài)問題。將改進的潮流算法應(yīng)用于連續(xù)潮流法負(fù)荷裕度計算，仿真結(jié)果顯示平衡節(jié)點發(fā)電機無功約束減小了負(fù)荷裕度，加速了電壓崩潰點的來臨。因此

4、，在應(yīng)用連續(xù)潮流法計算負(fù)荷裕度和臨界電壓時應(yīng)考慮平衡節(jié)點發(fā)電機無功約束問題。其次，為了評估失穩(wěn)故障支路的嚴(yán)重程度以及解決故障后系統(tǒng)失去潮流可行解的問題，本文基于平衡節(jié)點無功約束的連續(xù)潮流法及置換定理，提出了失穩(wěn)故障支路控制的虛擬支路法。該方法將待切除的故障支路用一條虛擬支路置換，使虛擬支路開斷問題轉(zhuǎn)換為故障支路兩端點注入功率的增長問題，利用連續(xù)潮流計算虛擬參數(shù)在安全域內(nèi)的最大值。若虛擬參數(shù)的最大值小于其上限值，則表明該支路為失穩(wěn)故障支路

5、，并用該虛擬參數(shù)作為評估失穩(wěn)故障支路嚴(yán)重程度的指標(biāo)。失穩(wěn)故障支路的控制分為虛擬支路切除過程控制和故障后優(yōu)化控制兩部分，并重點對虛擬支路切除過程控制進行了研究。該控制算法利用雅克比矩陣最小特征值的參與因子選擇最優(yōu)控制方向，隨虛擬功率源參數(shù)的增長而逐步控制，以達(dá)到最小切負(fù)荷目的和最快控制速度。再次，為了解除支路潮流越限問題，提出了支路潮流越限控制的虛擬支路法。該方法基于戴維南定理，對潮流越限支路采取并聯(lián)虛擬支路分流方法。虛擬支路的導(dǎo)納參數(shù)可