基于广义特勒根定理的电网脆弱性研究

电力网络作为世界上最复杂、最庞大的人工网络之一,结构上不可避免地会出现难以预料的脆弱特性;同时在运行过程中,一些突发性的事件,如系统故障、负荷波动等都会加重电网的脆弱性。本文从灵敏度分析出发,针对负荷波动的情况,借助于广义特勒根定理,研究电力网络母线和支路的脆弱性。 文中改进了基于广义特勒根定理的灵敏度算法。脆弱性研究中需要计算PQ母线电压关于系统负荷波动的灵敏度,在采用广义特勒根定理计算母线电压灵敏度指标时要对电压进行修正。目前研究广义特勒根定理在电力系统中的应用时都认为电压修正系数矩阵中的非对角线元素可以忽略,实际上这种观点只适用于部分电力网络。本文以IEEE5、IEEE14和IEEE30母线系统为例验证了电压修正系数矩阵中非对角线元素不可以随意忽略,并且对基于广义特勒根定理的灵敏度算法进行了改进,使改进算法适用于绝大部分的电力网络。 研究中提出了电力网络母线和支路脆弱性评价指标。母线脆弱性指标是通过综合考虑母线电压关于网络负荷无功功率波动的受扰动程度以及母线当前运行电压与额定电压、电压上下限之间的关系来定义的;支路脆弱性指标的定义是通过分析电力网络趋近临界运行时,支路无功损耗与负荷变化区无功功率波动之间的关系来实现的。 在Matlab 7.0环境下,编制程序,采用文中所提出的母线和支路脆弱性评价指标评估IEEE 14和IEEE 30系统的脆弱性,并结合实际网络对评估结果进行分析,验证了本文所提出的评价指标在评估母线和支路脆弱性方面是有效的和可行的。