基于直接法的静态电压稳定临界点计算

论文题目: 基于直接法的静态电压稳定临界点计算

论文类型: 博士论文

论文专业: 电力系统及其自动化

作者: 江伟

导师: 王成山

关键词: 电力系统,电压稳定,临界点,鞍结分岔,连续潮流,直接法,降阶技术,故障分析

文献来源: 天津大学

发表年度: 2005

论文摘要: 在以静态模型为基础的静态电压稳定研究中电压稳定临界点的计算一直是一项基础性课题。精确的临界点不仅提供诸如电压稳定裕度的重要信息,还能为预防控制、紧急控制提供必要的灵敏度信息。在电压稳定临界点处,潮流方程雅克比矩阵奇异,常规潮流方程难于求解。以往临界点的计算多采用连续潮流法或直接法。连续法是应用最广泛的一种方法,其通过追踪PV曲线来获取近似的临界点。直接法通过求解非线性特征方程组直接求取SNB点。目前直接法的应用还不如连续法广泛,其原因主要是直接法需求解的非线性方程组的维数比连续潮流方程组的维数增加一倍,所需内存空间及计算量要比连续法增加许多,也不易采用稀疏技术求解。另外,临界点初值的选取较为困难,常导致直接法牛顿迭代难于收敛。本文提出一种降阶求解静态电压稳定临界点的新技术。其特点是原直接法的(2n+1)维牛顿迭代方程组可降阶为(n+1)维线性方程组求解。与解高维方程的传统直接法相比该方法计算量小、易于采用稀疏技术实现,适合于大规模电力系统电压稳定临界点的在线求解。另外,本文还提出一种利用负荷参数的二阶导数进行临界点预测的新方法,解决了直接法各状态变量及右特征向量的初值难于确定的问题。针对考虑单重或多重故障情况下的电压稳定临界点快速计算问题,本文提出一种用于支路型故障分析的电压稳定临界点追踪方法。该算法以支路导纳系数为连续性参数,采用类似连续法的预测校正格式,可从故障前系统的电压稳定临界点追踪至各支路故障后的临界点。其中预测方程及校正方程均可采用特殊的矩阵降阶技术求解,所需求解的方程组维数只相当于原来的一半。针对与鞍结分岔相关的电压稳定裕度对控制参数的灵敏度计算问题,本文提出了一种解线性方程组求灵敏度的新方法。与以往方法不同的是该方法无需求解电压稳定临界处潮流雅可比矩阵零特征值对应的左特征向量,而只需求解一个左端系数阵为扩展潮流雅可比矩阵的线性方程组。由于避免了左特征向量的迭代求解,因此该方法简单实用,计算量小,适于在线环境下静态电压稳定预防控制及校正控制使用。

论文目录:

摘要

ABSTRACT

第一章 绪论

1.1 电压稳定研究回顾

1.1.1 电压稳定研究的历史

1.1.2 电压稳定的定义、分类及分析方法

1.1.3 长期电压崩溃的机理

1.2 静态电压稳定临界点计算的意义

1.2.1 静态电压稳定临界点的定义

1.2.2 静态电压稳定临界点的重要用途

1.2.3 临界点计算在电压稳定评估中的应用

1.3 静态电压稳定临界点计算的方法

1.3.1 电纳法

1.3.2 连续法

1.3.3 直接法

1.3.4 非线性规划法

1.4 本文主要工作

第二章 连续潮流在静态电压稳定研究中的应用

2.1 引言

2.2 连续潮流参数化方法

2.2.1 弧长参数化连续潮流追踪

2.2.2 局部参数化连续潮流追踪

2.3 连续潮流计算模型

2.3.1 实用含参潮流模型

2.3.2 负荷增长方式

2.3.3 发电机有功功率分配方式

2.4 局部电压参数化连续潮流追踪步骤

2.4.1 预测环节

2.4.2 校正环节

2.4.3 连续性潮流计算流程图

2.5 系统算例

2.5.1 578 母线系统

2.5.2 IEEE 14 系统

2.6 小结

第三章 降阶直接法在电压稳定临界点求取中的应用

3.1 引言

3.2 静态电压稳定临界点的定义

3.2.1 简单转折点的定义

3.2.2 简单转折点扩展系统

3.3 静态电压稳定临界点的特征方程及求解

3.3.1 特征方程的降阶解法

3.3.2 p 的选择

3.3.3 降阶求解电压稳定临界点的计算框图

3.4 近似二次曲线初值预估

3.5 “B”阵的形成

3.6 左特征向量形式的特征方程的降阶求解

3.7 系统算例

3.7.1 IEEE118 母线系统

3.7.2 Ontario Hydro 1000 母线系统

3.8 小结

第四章 基于直接法的静态电压稳定支路故障分析

4.1 引言

4.2 支路导纳参数化的SNB 点曲线

4.2.1 参数化的支路端口方程

4.2.2 参数化的SNB 点的特征方程

4.3 预测－校正格式SNB 点曲线追踪

4.3.1 预测步

4.3.2 校正步

4.3.3 SNB 点曲线追踪计算框图

4.4 高维导数方程的降阶解法

4.5 系统算例

4.5.1 IEEE 14 系统

4.5.2 Ontario Hydro 1000 母线系统

4.5.3 IEEE118 系统

4.6 小结

第五章 负荷裕度对参数灵敏度求解的新方法

5.1 引言

5.2 鞍结分岔约束的负荷裕度灵敏度计算

5.2.1 利用左特征向量的负荷裕度灵敏度计算

5.2.2 计算鞍结分岔约束的(dλ)*/(dμ) 的新方法

5.2.3 左特征向量求解的新方法

5.3 电压稳定预防控制中最小偏差控制问题的求解

5.4 算例分析

5.4.1 负荷裕度关于控制参数灵敏度的算例

5.4.2 无功补偿预防控制算例

5.5 小结

第六章 结论与展望

参考文献

附录

发表论文情况说明

致谢

发布时间: 2007-07-10

参考文献

• [1].连续潮流理论及其拓展应用的研究[D]. 董晓明.山东大学2013
• [2].智能电网背景下若干系统稳定控制相关问题的研究[D]. 苗伟威.天津大学2013
• [3].基于安全域的安全约束机组组合与风电并网影响分析[D]. 秦超.天津大学2014
• [4].考虑静态电压稳定约束的概率最大输电能力快速计算研究[D]. 王兴刚.天津大学2007
• [5].交直流混联电力系统暂态仿真及其稳定性分析与参数优化[D]. 薛振宇.天津大学2011
• [6].大型互联电网潮流自动调整方法研究[D]. 洪峰.华中科技大学2011
• [7].特高压电网区间容量交换能力评估方法的研究[D]. 黄涌.武汉大学2013
• [8].分布式电源的概率建模及其对电力系统的影响[D]. 王敏.合肥工业大学2010
• [9].全时域多目标电压安全预警及防控技术研究[D]. 马世英.中国电力科学研究院2013
• [10].双层规划理论在电力系统中的应用研究[D]. 黄伟.浙江大学2007

相关论文

• [1].考虑静态电压稳定裕度的多目标电压—无功规划[D]. 胡彩娥.中国农业大学2005
• [2].电力系统电压稳定后紧急控制研究[D]. 陈中.东南大学2006
• [3].电力系统稳定分析的若干问题研究[D]. 王正风.东南大学2006

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