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本文研究的部分内容来源于山西省留学基金项目“基于潮流计算的静态电压稳定性分析方法研究(2014-30)”和山西省留学人员科技活动择优资助项目“交直流混合微电网控制方式对电压稳定性的影响研究”。电力系统失稳特别是电压崩溃,会导致部分、甚至大规模持久的负荷损失,直接影响电力系统运行的可靠性和经济性。无功功率与电力系统电压稳定及电压崩溃情况密切相关,对电力系统稳定运行具有重要意义。稳定性对可靠性的影响是复杂的电力系统运行问题,而这些问题目前尚未得到相关研究的足够重视。如无功功率短缺对系统可靠性的影响、考虑系统故障的电网薄弱点识别、负荷剧烈波动对电网稳定性影响的概率分布等。本文从系统无功和有功功率电源充裕度及电压稳定性的角度研究系统可靠性评估方法,研究负荷随机波动对基于电压稳定的系统可靠性的影响。旨在提供一些新的可靠性指标来表征系统运行可靠性水平和电压稳定裕度,识别电网薄弱点。针对传统可靠性评估忽略无功功率的问题,分别研究无功功率和有功功率对系统可靠性的影响,采用三级切负荷策略代替传统有功切负荷策略;提出一种与低压减载功能相匹配的无功功率注入技术,确定系统无功功率缺额和最佳补偿位置。经仿真验证该评估方法能从有功平衡、无功平衡和电压稳定三方面为系统规划和运行人员提供系统可靠性方面的信息,在保障系统可靠性的前提下能有效减少负荷切除量,使系统运行更经济。针对基于电压稳定的可靠性评估问题,提出一种从节点电压角度评估系统可靠性、识别薄弱点的方法。根据系统在不同运行状态下不同电压阈值将系统划分为正常、低电压、临界和崩溃四个区域,计算系统处于不同区域的概率;提出最低电压MV (Minimum Voltage, MV)和节点电压变化BVC(Bus Voltage Change, BVC)两个识别电力系统最薄弱节点的电压指标,在识别网络最薄弱节点时,这两个指标比基于最优潮流的方法更加简单、清晰;提出节点电压降落期望EBVD (Expected Bus Voltage Drop, EBVD)和节点电压期望EBV (Expected Bus Voltage, EBV)两个描述负荷节点和系统可靠性的节点电压期望指标,用于指导运行人员通过监测系统电压水平直接判断系统的可靠性水平。仿真分析验证了该方法在实际应用中更直观、经济、有效。针对负荷随机变化对电压崩溃风险评估及薄弱点识别的影响问题,本文考虑系统中负荷的不确定性和网络拓扑结构的变化,基于拉丁超立方抽样(Latin hypercube sampling, LHS)的概率潮流(probabilistic load flow, PLF),研究由于负荷功率剧烈波动导致系统崩溃的情况;提出基于风险理论的电压稳定性定量评估方法,从电压、负荷节点类型、系统负荷承受能力等角度提出风险指标,综合确定系统的薄弱区域,综合考虑电压崩溃的可能性和严重性,反映电压崩溃风险的变化趋势。通过仿真验证了所提方法的有效性、可行性和与前述方法的一致性。