基于模態(tài)分析理論的電力系統(tǒng)電壓穩(wěn)定性研究.pdf

1、隨著電力需求的持續(xù)增大和相關(guān)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，電力系統(tǒng)進(jìn)入了以電網(wǎng)互聯(lián)、大機(jī)組、超特高電壓遠(yuǎn)距離交直流輸電、高度自動(dòng)化控制和市場(chǎng)化運(yùn)營為特征的現(xiàn)代電力系統(tǒng)時(shí)代。20世紀(jì)70年代以來，世界上一些大電網(wǎng)發(fā)生了一系列以電壓崩潰為特征的電網(wǎng)瓦解事故，導(dǎo)致大面積停電，這就促使電力系統(tǒng)電壓穩(wěn)定性的研究成為一個(gè)日益受到關(guān)注的研究課題。
　　 文章通過總結(jié)已有的關(guān)于電壓穩(wěn)定性的定義和分類，并聯(lián)系實(shí)際的電壓失穩(wěn)事故，認(rèn)為從時(shí)間延續(xù)和擾動(dòng)大小的角度來

2、認(rèn)識(shí)電壓穩(wěn)定性問題具有更合理的解釋；列舉總結(jié)出了目前靜態(tài)電壓穩(wěn)定性研究中使用最多的五種方法，給出了每種方法的數(shù)學(xué)模型及其應(yīng)用現(xiàn)狀；分析了電力系統(tǒng)從發(fā)電機(jī)、輸電網(wǎng)絡(luò)到用電負(fù)荷的數(shù)學(xué)模型，重點(diǎn)分析了負(fù)荷特性對(duì)系統(tǒng)電壓穩(wěn)定性的影響和負(fù)荷建模的理論方法。
　　 詳細(xì)分析了模態(tài)分析法在靜態(tài)電壓穩(wěn)定性研究中的應(yīng)用，指出了傳統(tǒng)V-Q(無功電壓)模態(tài)分析法和基于無功電壓雅可比矩陣、有功角度雅可比矩陣的全電壓模態(tài)分析法存在的不足，考慮到系統(tǒng)在臨界

3、失穩(wěn)點(diǎn)處，不可以忽略有功功率的變化對(duì)電壓幅值失穩(wěn)所產(chǎn)生的影響，提出了對(duì)現(xiàn)有V-Q(無功電壓)模態(tài)分析法的改進(jìn)。以傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)潮流計(jì)算為基礎(chǔ)運(yùn)算平臺(tái)，以IEEE10機(jī)39節(jié)點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試系統(tǒng)為仿真模型，使用V-Q(無功電壓)模態(tài)分析法計(jì)算系統(tǒng)進(jìn)在穩(wěn)定運(yùn)行和臨街失穩(wěn)兩種狀態(tài)下雅可比矩陣的特征值、特征向量、參與因數(shù)、系統(tǒng)整體穩(wěn)定度和系統(tǒng)局部穩(wěn)定度，分別計(jì)算基于恒功率和ZIP兩種負(fù)荷模型時(shí)系統(tǒng)的特征值，得出的結(jié)論是：系統(tǒng)使用ZIP兩種負(fù)荷模型比使

4、用恒功率負(fù)荷模型時(shí)具有更高的穩(wěn)定裕度；使用考慮有功功率變化影響的改進(jìn)模態(tài)分析法，通過比較在臨界失穩(wěn)點(diǎn)處和穩(wěn)定運(yùn)行兩種情況下計(jì)算得到的修正雅克比矩陣的特征值，得出的結(jié)論是：在系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行或者運(yùn)行穩(wěn)定裕度較大時(shí)，有功功率對(duì)雅可比矩陣特征值的影響很小，可以忽略不計(jì)，而當(dāng)系統(tǒng)運(yùn)行在臨界失穩(wěn)或穩(wěn)定裕度很小時(shí)，是否考慮有功功率對(duì)系統(tǒng)的影響會(huì)對(duì)雅可比矩陣特征值產(chǎn)生較大的影響，這對(duì)于以確定系統(tǒng)的穩(wěn)定裕度為重要特征的電力系統(tǒng)靜態(tài)安全分析和電壓穩(wěn)定機(jī)制研究

5、具有一定的價(jià)值。
　　 為了使系統(tǒng)雅可比矩陣的特征值更直觀的表征系統(tǒng)穩(wěn)定性，文章找到了一種進(jìn)一步處理雅可比矩陣特征值的方法，即：根據(jù)概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)中關(guān)于期望和方差的概念，設(shè)計(jì)了系統(tǒng)整體穩(wěn)定度和系統(tǒng)局部穩(wěn)定度兩個(gè)參數(shù)。另外，在驗(yàn)證測(cè)試系統(tǒng)的節(jié)點(diǎn)處于臨界失穩(wěn)運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，使用基于e指數(shù)的變步長連續(xù)潮流法繪制PV曲線?？紤]到模態(tài)分析法可以較為完整的給出關(guān)于電壓穩(wěn)定性機(jī)制的信息，文章認(rèn)為可以將模態(tài)分析法作為電力系統(tǒng)靜態(tài)安全分析的一種有效