电力系统电压稳定性评估系统的研究和开发

由于上世纪七十年代,世界范围内发生了多起由电压崩溃引起的大面积停电事件,造成了重大的经济损失和社会影响,电压稳定性的研究逐渐成为电力系统界专家学者关注的问题,更多的有关电压稳定的成果不断出现,但相比于电力系统功角稳定的研究来说,电压稳定的研究仍显得不够深入。 随着我国经济的快速发展,电网的建设也变得更加迫切,在满足供求平衡的同时也对电网的安全提出了一些新的挑战。例如由于我国电力系统联网格局的逐步建立,电网的运行呈现出更为复杂的动态行为,电压稳定性的破坏对社会和国民经济所产生的负面影响也将更为巨大。因此,寻找一种能够快速对电力系统电压稳定性进行评估的方法并开发出相应的评估系统对电网的安全运行有着重要的意义。论文的主要工作内容和成果如下: 本文较全面总结了电压稳定的定义、分类、电压崩溃机理和电压稳定的研究内容。介绍了当前比较常用的几种电压稳定性静态和动态分析方法,并详细的介绍了几种具有代表性的用于电压稳定性评估的指标。 电压不稳定现象往往是从系统的某个薄弱负荷节点或某个薄弱区域开始,逐渐蔓延到整个系统,最后导致全系统的电压降落甚至电压崩溃。根据这个本质,本文采用局部电压稳定指标L确定系统内的薄弱负荷节点,构成薄弱负荷节点集。 整个电力系统可以看作有若干条功率传输路径组成,由于电压失稳本质上是一种局部现象,因此对于一个系统,往往可以找到最易于电压失稳的功率传输路径,在此基础上,结合路径等值可以导出系统的电压稳定性指标。 针对实际的复杂系统,本文应用局部电压稳定性指标确定薄弱负荷节点,并借助功率实际的传输方向确定路径参与节点和关键功率源点,得到系统功率路径传输的薄弱路径集,通过等值得到路径的电压稳定性指标,并进一步得到关键发电机的无功储备指标。 在这种方法的基础上,本文应用Visual C++开发了相关的电力系统电压稳定性评估系统,通过此系统,用户可以对系统进行常规的潮流计算和电压稳定性分析计算,系统能为用户提供薄弱负荷节点、系统薄弱路径、关键发电机无功储备指标、系统稳定裕度等数据。本文通过新英格兰10机39节点的算例对该系统的准确性和操作性进行了测试,得到了满意的效果。 最后,利用该系统,对山东电网电压稳定性进行了评估计算。