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近年来,电力系统变得日趋庞大和复杂,由于受到环境和经济因素的制约,电力系统的运行情况更加接近极限条件,世界各国相继发生了多起电压失稳和电压崩溃的严重事故,电压稳定问题的研究也受到越来越多的重视。因此分析研究电压失稳的机理和影响因素,发展电压稳定分析方法,研究电压稳定预防校正措施,对电压稳定的研究有重大意义。低压减载是解决电力系统电压稳定问题的有效措施,虽然电力工作者对低压减载进行了大量的研究工作,但是低压减载在实际应用中还不如低频减载成熟,存在不少问题。同步相量测量单元(PMU)在电力系统中大量安装,如何有效利用PMU采集的数据,还是一个值得深入研究的问题。 本文利用PMU采集的动态数据,根据电压失稳机理,提出一种电压失稳判据,并根据这种判据研究了一种低压减载装置的配置方法,通过仿真验证了这种方法的有效性。论文主要工作如下: (1)基于电力系统静态电压稳定分析方法的原理和现有的静态电压稳定指标,应用模糊聚类分析方法,对灵敏度指标、参与因子指标、电压裕度指标和U/U0这4种静态电压稳定指标进行分析,确定系统的最薄弱节点和次薄弱节点,并选择将这些节点作为安装低压减载装置的位置;通过EPR18机36节点系统算例仿真验证了上述方法。 (2)基于常用静态负荷模型和动态负荷模型,分析了恒阻抗负荷、恒电流负荷、恒功率负荷以及感应电动机负荷对电力系统电压稳定的影响;利用电力系统分析软件PSASP对3机10节点系统进行仿真分析,对仿真结果进行了分析和讨论,得到恒功率负荷比例越大,对电力系统电压稳定的不利影响越大;感应电动机负荷比例越大,对电力系统电压稳定的不利影响越大的结论。 (3)讨论并比较了常用电压失稳判据的特点,基于戴维南等值系统分析了故障发生后各物理量的变化规律和特点,并根据这些规律提出了一种新的电压失稳判据。该判据能够利用PMU系统采集到的数据,快速、准确的对系统电压失稳做出判断,具有较强的适用性及鲁棒性。通过3机10节点系统和EPR18机36节点系统进行仿真计算,验证了判据的有效性。 (4)在分析低压减载对保持电力系统稳定性的作用的基础上,阐述了低压减载方案的基本类型、配置时需要考虑的因素、配置措施的原则,以及配置一套低压减载措施的步骤;提出了一套基于本文提出的电压失稳判据的低压减载措施配置方案,详细给出了该低压减载措施的配置方法,包括每轮的动作值、减载量、延时等参数的整定;通过EPR18机36节点系统故障仿真验证了该配置方法的有效性。