靜態(tài)電壓穩(wěn)定的虛擬支路法研究.pdf

1、國(guó)內(nèi)圖書分類號(hào)：TM76學(xué)校代碼：10213國(guó)際圖書分類號(hào)：621.31密級(jí)：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(qǐng)學(xué)位：工學(xué)博士學(xué)科：電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化所在單位：電氣工程及自動(dòng)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(zhǎng)距離輸電線路的增多以及電力市場(chǎng)改革的推進(jìn)，現(xiàn)代電力系統(tǒng)距離安全域邊界也越來越近，對(duì)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(yùn)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(píng)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(duì)傳統(tǒng)連續(xù)潮流算法在計(jì)算負(fù)荷裕度時(shí)遇

3、到的平衡節(jié)點(diǎn)發(fā)電機(jī)無功約束問題進(jìn)行了研究，提出了平衡節(jié)點(diǎn)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(duì)傳統(tǒng)潮流算法進(jìn)行了改進(jìn)。對(duì)達(dá)到無功約束極限的平衡節(jié)點(diǎn)采用了節(jié)點(diǎn)類型轉(zhuǎn)換方法即由Vθ節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)換為Qθ節(jié)點(diǎn)。利用負(fù)荷功率變動(dòng)態(tài)導(dǎo)納算法解決了節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣病態(tài)問題。將改進(jìn)的潮流算法應(yīng)用于連續(xù)潮流法負(fù)荷裕度計(jì)算，仿真結(jié)果顯示平衡節(jié)點(diǎn)發(fā)電機(jī)無功約束減小了負(fù)荷裕度，加速了電壓崩潰點(diǎn)的來臨。因此

4、，在應(yīng)用連續(xù)潮流法計(jì)算負(fù)荷裕度和臨界電壓時(shí)應(yīng)考慮平衡節(jié)點(diǎn)發(fā)電機(jī)無功約束問題。其次，為了評(píng)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(diǎn)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(diǎn)注入功率的增長(zhǎng)問題，利用連續(xù)潮流計(jì)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(píng)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(diǎn)對(duì)虛擬支路切除過程控制進(jìn)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(zhǎng)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(duì)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