基于改进连续潮流法的电力系统静态电压稳定裕度研究

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近年来连续发生的电压崩溃事故,使电压稳定成为稳定性研究的重点。我国电力系统正朝“大机组、远距离、大容量”的方向发展,同时随着电力市场化的深入,稳定性更面临着严峻的挑战。正确评估系统的安全稳定性,保证系统具有足够的功率裕度以防止电压崩溃,具有很现实的意义。   本文首先阐述了电压稳定问题对电力系统安全运行的必要性和意义,介绍该问题的定义以及研究现状,列举了目前进行电压稳定研究的各种方法。   从简单系统出发,推导出临界电压和临界功率的简洁表达式,明确静态电压稳定极限就是负荷功率极限的基本概念,并用PV曲线是来解释电压失稳的机理。   详细介绍了基于牛顿-拉夫逊法的连续潮流法,它通过在常规潮流方程中引入一维校正方程,采用预测过程和校正过程巧妙地解决了当系统运行点接近临界点时潮流雅可比矩阵奇异的难题,可以准确求出从当前状态到电压崩溃点的静态电压稳定裕度。在步长求取方面,本文使用变步长策略,在求取电压稳定裕度时,与传统的使用恒定步长的连续潮流法相比,本文所提变步长的连续潮流法计算速度更快、准确度更高。   提出了改进的连续潮流法,使用PQ分解法求解潮流,预测过程使用Lagrange二次插值技术,校正过程采用局部参数法求解修正方程。与传统的使用基于极坐标形式的牛顿.拉夫逊法的连续潮流法相比,所提的改进连续潮流法计算速度快、占用内存少、准确度高。连续潮流法只能按预先给定的负荷增长方式计算功率极限点,不能保证是在所有负荷增长方式下的最临近功率极限点,结果偏于乐观。计算系统的最临近功率极限点能够计算出系统的最恶化功率裕度及最恶化负荷增长方式。基于常规连续潮流法计算系统的最临近功率极限点往往要迭代很多次,且不能精确求取功率极限点,基于PQ的改进连续潮流法能够快速、精确地求出系统的最临近功率极限点和系统负荷的最恶化增长方向。   本文采用IEEE-5、IEEE-30、IEEE-118标准算例对本文结论进行分析验证,计算结果证明了本文算法的有效性。
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