電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的正規(guī)形理論分析.pdf

1、近年來,由于電力需求的不斷增長、電網(wǎng)的普遍互連以及經(jīng)濟(jì)和環(huán)境的制約,電力系統(tǒng)的運(yùn)行越來越接近其極限狀態(tài),電壓穩(wěn)定問題日益突出,系統(tǒng)的非線性日益突現(xiàn)。本文主要針對電力系統(tǒng)電壓穩(wěn)定受系統(tǒng)非線性特性影響的問題進(jìn)行研究。
　　本文首先回顧了電力系統(tǒng)電壓穩(wěn)定性研究背景及該領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀,指出了分析重載電力系統(tǒng)及其非線性特性的重要性和必要性,分析了電力系統(tǒng)電壓失穩(wěn)的幾種典型場景,介紹了電壓穩(wěn)定的定義與分類,對電壓穩(wěn)定的靜態(tài)分析方法進(jìn)行了總結(jié),

2、并給出了相應(yīng)的評述。此外,還簡要回顧了防止電壓失穩(wěn)的常用控制措施,闡明了非線性在電力系統(tǒng)的普遍存在性。
　　作為本文重要的理論依據(jù),論文對特征分析和正規(guī)形方法及相關(guān)的基本概念和基本理論進(jìn)行了綜述。給出了一些重要概念的定義,還分別給出了向量場正規(guī)形以及微分同胚正規(guī)形的變換關(guān)系,并討論了正規(guī)形變量的初始迭代值問題。
　　基于向量場正規(guī)形理論以及奇異攝動理論,本文提出對電力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)保留模型進(jìn)行正規(guī)形分析。研究了電力系統(tǒng)功角穩(wěn)定性和

3、電壓穩(wěn)定性的相關(guān)性問題。解決了傳統(tǒng)正規(guī)形方法難以計(jì)及電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和負(fù)荷模型的問題。
　　本文在分析電力系統(tǒng)電壓穩(wěn)定和功角穩(wěn)定特征的基礎(chǔ)上,對電力系統(tǒng)潮流方程進(jìn)行微分同胚正規(guī)形分析,提取電力系統(tǒng)電壓穩(wěn)定和功角穩(wěn)定的特征信息,同時(shí),為了驗(yàn)證電力系統(tǒng)的運(yùn)行特性,應(yīng)用非線性動力學(xué)方法對系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行點(diǎn)和不穩(wěn)定運(yùn)行點(diǎn)的特性進(jìn)行了分析。
　　本文研究了電力系統(tǒng)中不同負(fù)荷節(jié)點(diǎn)有功功率對電壓穩(wěn)定性的影響。通過對電力系統(tǒng)潮流方程所進(jìn)行的微

4、分同胚正規(guī)形分析,應(yīng)用負(fù)荷節(jié)點(diǎn)有功非線性參與因子衡量不同負(fù)荷節(jié)點(diǎn)有功功率對電壓穩(wěn)定性的影響。確定了提高電力系統(tǒng)靜態(tài)電壓穩(wěn)定性的最佳負(fù)荷控制地點(diǎn)。通過計(jì)算電力系統(tǒng)靜態(tài)電壓穩(wěn)定性指標(biāo),將所得到的結(jié)果與采用線性化方法分析所得到的結(jié)果進(jìn)行對比,驗(yàn)證了即使在強(qiáng)非線性條件下,本文所提出的方法也可以獲得更有效和更正確的結(jié)果。
　　本文研究了SVC安裝地點(diǎn)對電壓穩(wěn)定性的影響。通過對電力系統(tǒng)潮流方程進(jìn)行微分同胚正規(guī)形分析,得到了負(fù)荷節(jié)點(diǎn)電壓非線性參

5、與因子。應(yīng)用負(fù)荷節(jié)點(diǎn)電壓非線性參與因子估計(jì)不同無功補(bǔ)償裝設(shè)地點(diǎn)對電壓穩(wěn)定性的影響,可以最終確定SVC的最佳安裝地點(diǎn),以最大限度地提高電力系統(tǒng)的電壓穩(wěn)定性。電力系統(tǒng)靜態(tài)電壓穩(wěn)定性指標(biāo)和動態(tài)仿真結(jié)果均表明,與線性化分析方法進(jìn)行對比,本文所提出的方法即使在系統(tǒng)的強(qiáng)非線性條件下,也是有效的和正確的。
　　本文研究了不同發(fā)電機(jī)節(jié)點(diǎn)對電力系統(tǒng)電壓穩(wěn)定性的影響。通過對電力系統(tǒng)潮流方程進(jìn)行微分同胚正規(guī)形分析可以得到發(fā)電機(jī)節(jié)點(diǎn)有功非線性參與因子,使

6、用該非線性參與因子可以估計(jì)不同發(fā)電機(jī)節(jié)點(diǎn)對系統(tǒng)電壓穩(wěn)定性的影響。電力系統(tǒng)靜態(tài)電壓穩(wěn)定性指標(biāo)的計(jì)算結(jié)果表明,與線性化分析方法進(jìn)行對比,本文所提出的方法即使在系統(tǒng)的強(qiáng)非線性條件下,也是有效的和正確的。
　　本文還研究了以提高電力系統(tǒng)電壓穩(wěn)定性為目的的發(fā)電機(jī)有功出力管理問題。在以上研究結(jié)果的基礎(chǔ)上,分析了如何利用發(fā)電機(jī)節(jié)點(diǎn)有功非線性參與因子安排發(fā)電機(jī)有功出力以提高電力系統(tǒng)電壓穩(wěn)定性的問題。將合理安排發(fā)電機(jī)有功出力問題轉(zhuǎn)化成一個(gè)優(yōu)化問題,