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學校代碼：10213國際圖書分類號：621.31密級：公開工學博士學位論文工學博士學位論文靜態(tài)電壓穩(wěn)定的虛擬支路法研究博士研究生：苗峰顯導師：郭志忠教授申請學位：工學博士學科：電力系統(tǒng)及其自動化所在單位：電氣工程及自動化學院答辯日期：2009年6月授予學位單位：哈爾濱工業(yè)大學摘要I摘要隨著電力系統(tǒng)規(guī)模和復雜程度不斷增大、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)故障支路嚴重程度、恢復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)潮流負荷裕度算法。在分析了交流功率網(wǎng)絡潮流方程性質(zhì)和電力系統(tǒng)特殊網(wǎng)絡參數(shù)結構的基礎之上，對傳統(tǒng)潮流算法進行了改進。對達到無功約束極限的平衡節(jié)點采用了節(jié)點類型轉換方法即由Vθ節(jié)點轉換為Qθ節(jié)點。利用負荷功率變動態(tài)導納算法解決了節(jié)點導納矩陣病態(tài)問題。將改進的潮流算法應用于連續(xù)潮流法負荷裕度計算，仿真結果顯示平衡節(jié)點發(fā)電機無功約束減小了負荷裕度，加速了電壓崩潰點的來臨。因此

4、，在應用連續(xù)潮流法計算負荷裕度和臨界電壓時應考慮平衡節(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)故障支路嚴重程度的指標。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，以達到最小切負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。虛擬支路的導納參數(shù)可