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在各种电压稳定监控方案中,由法国电力公司首先提出的分级电压控制模式是目前应用较广、效果较好的方案。该方案按照时间和空间将电压稳定控制分为三级,其中的第二级电压控制作为连接第一和第三两级的纽带,起着承上启下的作用,是电力系统实现电压分级控制的关键环节,而将电网分成若干彼此弱耦合的子分区又是实现该环节的关键措施。分区以后不仅有利于缩短稳定分析的耗时,提高计算效率,而且能够减少设备和资金的投入,提高经济效益。论文主要对二级电压控制中的分区算法进行研究。 风力发电作为仅次于水电的可再生能源发电方式,近年来在国内得到迅猛发展,由于其出力具有间歇性、随机性及不可调度性,并入电网后会给系统电压稳定带来严重威胁,因此包含风电场电网的二级电压控制分区算法必须能够考虑到风电场的影响。 论文在总结有关二级电压控制分区研究成果的基础上,对传统分区方法进行了改进,具体为:构造了包含系统全部节点耦合信息的满维灵敏度矩阵,将电源节点纳入到分区过程,使其与负荷节点一起同步参与分区,一次性得到分区结果;这就优于传统的先对负荷节点分区、再人工将电源节点归并到地理上与之相邻的负荷节点所在区域的分区方法,而且为风电场并入以后计算分区做好必要准备。对于风电场,根据其风速概率分布,结合风机风速-功率特性计算出对应的功率概率分布并将其离散为多个工况,而后算出相应的概率,再找出最经常出现的工况;将该工况有功作为风电场在潮流计算中的注入有功,同时考虑风机约束。在此基础上定义节点空间电气距离、簇间Ward距离,结合凝聚思想的层次聚类法,以IEEE14和IEEE39节点系统为算例进行了分区计算,最后引入Chebyshev不等式来定量计算分区结果对全部风电场工况的适应度值。算例结果表明,论文所提方法优于传统方法,而且能够体现风电场功率波动因素。