計(jì)及AGC與AVC控制作用的靜態(tài)電壓穩(wěn)定研究.pdf

1、為了合理利用能源,提高經(jīng)濟(jì)環(huán)保效益,國內(nèi)外電力系統(tǒng)快速向大機(jī)組、互聯(lián)電網(wǎng)、超高壓遠(yuǎn)距離輸電方向發(fā)展,導(dǎo)致電壓穩(wěn)定問題日益突出,成為威脅現(xiàn)代電網(wǎng)安全穩(wěn)定的主要因素。AGC(Automatic Generation Control,自動發(fā)電控制)及AVC(Automatic Voltage Control,自動電壓控制)系統(tǒng)的有功、無功控制行為對電網(wǎng)的電壓穩(wěn)定性有著深刻的影響。本文對此進(jìn)行了深入研究,主要內(nèi)容包括：
　?、盘岢隹紤]區(qū)域

2、發(fā)電機(jī)有效無功備用的AVC控制分區(qū)方法。AVC應(yīng)用于實(shí)際系統(tǒng)時(shí),無功電壓分區(qū)是否合理對其控制效果至關(guān)重要,也間接影響系統(tǒng)的電壓穩(wěn)定程度?，F(xiàn)有分區(qū)方法僅依據(jù)節(jié)點(diǎn)間電氣耦合程度對電網(wǎng)進(jìn)行劃分,本文在其基礎(chǔ)上,進(jìn)一步考慮分區(qū)內(nèi)部的無功儲備要求,建立了優(yōu)化分區(qū)模型,目標(biāo)函數(shù)包括各分區(qū)無功電源的供電半徑平方和最小和發(fā)電機(jī)無功儲備最少的分區(qū)其有效無功備用值最大化兩個(gè)目標(biāo),約束方面要求各分區(qū)滿足靜態(tài)無功平衡及連通性約束。針對所建模型的離散性特點(diǎn),采用

3、多目標(biāo)進(jìn)化規(guī)劃算法進(jìn)行求解,并在算法中引入隨機(jī)分區(qū)變量的自適應(yīng)變異策略及可行性調(diào)整策略以提高搜索效率。最后將分區(qū)方法應(yīng)用到 IEEE39節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)中并于現(xiàn)有的研究進(jìn)行對比,證明了本文所提的AVC控制分區(qū)方法的有效性及優(yōu)越性。
　?、铺岢鲇?jì)及機(jī)組頻率調(diào)節(jié)特性與二級電壓控制的聯(lián)合擴(kuò)展潮流計(jì)算方法。目前大多數(shù)靜態(tài)電壓穩(wěn)定分析方法都基于潮流方程,其結(jié)果是否合理依賴于潮流模型對實(shí)際電網(wǎng)的反映能力。常規(guī)潮流雖過程簡單、計(jì)算效率高,但求解已知條件

4、相對固定且人為確定成分較多,難以有效用于實(shí)時(shí)電壓安全穩(wěn)定分析中。基于此,本文結(jié)合現(xiàn)有的考慮工頻特性潮流[64]及節(jié)點(diǎn)類型擴(kuò)展潮流[63]模型的特點(diǎn),對常規(guī)潮流模型進(jìn)行了改進(jìn)。首先,系統(tǒng)中發(fā)電機(jī)根據(jù)各自頻率調(diào)節(jié)系數(shù)共同承擔(dān)不平衡功率,相比常規(guī)潮流僅靠平衡節(jié)點(diǎn)來承擔(dān)網(wǎng)損的處理方式更符合系統(tǒng)實(shí)際。其次,通過對中樞節(jié)點(diǎn)和受控發(fā)電機(jī)節(jié)點(diǎn)的建模及引入?yún)^(qū)域無功協(xié)調(diào)方程,考慮了二級電壓控制對潮流分布的影響。并綜合考慮受控發(fā)電機(jī)的無功裕度及其與中樞節(jié)點(diǎn)間

5、的電氣距離來協(xié)調(diào)區(qū)域內(nèi)無功電源的出力,使得無功分布更加合理。最后,通過算例仿真證明了本文模型的合理性及優(yōu)越性。
　?、翘岢鲇?jì)及AGC與AVC控制作用的靜態(tài)電壓穩(wěn)定分析方法。針對現(xiàn)有的基于連續(xù)潮流的靜態(tài)電壓穩(wěn)定研究在負(fù)荷增長方向、發(fā)電機(jī)有功分配方式及系統(tǒng)無功控制等的模擬中存在較多偏離系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行情況的假設(shè),從而導(dǎo)致計(jì)算出的負(fù)荷裕度無法真實(shí)反映系統(tǒng)實(shí)際的電壓穩(wěn)定程度,本文做了如下研究:首先,為了使連續(xù)潮流的負(fù)荷增長方式更符合實(shí)際情況,

6、利用實(shí)時(shí)調(diào)度中的超短期負(fù)荷預(yù)測曲線,通過線性擬合確定各節(jié)點(diǎn)的負(fù)荷增長系數(shù);其次,在發(fā)電機(jī)有功出力分配方面,考慮了機(jī)組的一次調(diào)頻與AGC的共同作用,因而更貼近實(shí)際系統(tǒng)的有功調(diào)度方式。再次,模型計(jì)及了隨著負(fù)荷增長AVC控制系統(tǒng)對節(jié)點(diǎn)電壓的調(diào)整作用,并在模擬AVC控制策略時(shí)考慮了連續(xù)控制變量與離散設(shè)備的無功協(xié)調(diào)問題。最后,以IEEE39節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)為例進(jìn)行了仿真計(jì)算,分析了上述因素對靜態(tài)電壓穩(wěn)定裕度的影響,并通過與現(xiàn)有研究的結(jié)果對比分析,證明了所