静态电压稳定分析模块在江苏电网的在线应用

应用最小奇异值分析法与连续潮流方法开发了集成于能量管理系统中的静态电压稳定分析模块,并在江苏电网投入在线应用。结合现场测试结果,对潮流计算中节点类型的转换、外网等值机的处理、最小奇异值指标的应用等工程应用中的问题进行了分析。针对最小奇异值指标作为电压稳定判据存在无明确的物理意义且呈现强烈的非线性的不足,结合区域电压稳定裕度的计算给出了一种实用的系统电压稳定程度判定方法。     

基于奇异值法的电压稳定弱节点研究

奇异值法作为静态电压稳定分析方法已广泛应用于电力统的稳定分析。比较了3种基于奇异值法的电压稳定指标,用于确定系统的弱节点。第一种方法基于系统最小奇异值的左、右奇异相量的参与因子;第二种方法基于系统最小奇异值的灵敏度;第三种方法基于单个PQ节点的最小奇异值。以IEEE30节点系统为例,在考虑负荷功率因数不变且等比例增长的情况下,用3种方法分析了系统的稳定裕度并确定了系统的弱节点区域。算例表明,在系统接近临界状态时,3种方法的结论一致,与前2种方法相比,第三种方法物理意义明确,计算量小,实用性更高。     

一种提高电力系统静态电压稳定裕度的切负荷算法

电力系统运行过程中发现静态电压稳定裕度低于临界值时,应及时采取控制措施以提高静态电压稳定裕度。给出一种电力系统静态电压稳定裕度的在线估计和提高静态电压稳定裕度的切负荷算法。该方法首先利用节点静态电压稳定指标（voltage stability index,VSI）识别出系统的薄弱节点,然后通过电压幅值优化来提高薄弱节点的电压幅值进而达到提高静态电压稳定裕度的目的。我国某实际682节点系统的仿真表明所提切负荷方法具有计算量小、速度快等特点。     

基于连续潮流综合算法的电压稳定性研究

远距离送电及重负荷运行导致电网运行在电压稳定裕度较低的工作点,如何改善静态电压稳定预防控制受到广泛的关注。提出了一种基于连续潮流（CPF）的遗传退火法的综合优化算法,通过优化有载调压变压器和PV节点电压量,求解系统电网的最大静态电压稳定裕度。利用IEEE 9节点、IEEE 14节点系统,考虑负荷增长模型,分别用CPF法、基于CPF的遗传算法及基于CPF的遗传退火法对最大电压稳定裕度计算,并对结果进行比较,验证了该算法的有效性。     

广西电网静态电压稳定性分析

广西电网的电源和负荷中心相距较远,调压手段不足,存在电压稳定性薄弱的隐患,故对广西电网进行详尽的电压稳定分析十分必要。综合运用灵敏度、奇异值和裕度指标,针对2001年和2002年的丰水期大负荷运行方式．分析了广西电网的静态电压稳定薄弱节点、关键线路和薄弱区域及其稳定裕度．展示了广西电网静态电压稳定性的改善情况及现状。在此基础上,对提高电网静态电压稳定性的措施进行了总结和分析,并着重分析了主网变压器档位调节对静态电压稳定性的影响,认为档位调节对电压稳定性的影响不大。     

基于连续潮流综合算法的电压稳定性研究

远距离送电及重负荷运行导致电网运行在电压稳定裕度较低的工作点,如何改善静态电压稳定预防控制受到广泛的关注.提出了一种基于连续潮流(CPF)的遗传退火法的综合优化算法,通过优化有载调压变压器和PV节点电压量,求解系统电网的最大静态电压稳定裕度.利用IEEE 9节点、IEEE14节点系统,考虑负荷增长模型,分别用CPF法、基于CPF的遗传算法及基于CPF的遗传退火法对最大电压稳定裕度计算,并对结果进行比较,验证了该算法的有效性.     

用奇异值分解法对二级电压控制效果的分析

选取系统潮流雅可比矩阵的最小奇异值作为电力系统稳定裕度的相对量度,利用奇异值分解 法分析与评价二级电压控制对电力系统稳定性的影响。对两机系统在负荷微增、接 地短路故障以及重负荷微小扰动下分别进行了时域仿真,结果表明,二级电压控制通过重新 配置区域无功,使系统结构得到一定改善,增大了潮流雅可比矩阵的最小奇异值,也即增加 了系统的稳定裕度,从而提高了系统的稳定性。因此,二级电压控制是延缓电力系统电压崩 溃的有效手段。     

电力系统静态电压稳定极限及裕度计算综述

介绍几种静态电压稳定极限指标,如负荷裕度、雅可比矩阵奇异值、灵敏度指标、阻抗模等;对静态电压稳定极限及裕度的计算方法,包括奇异值分解法、灵敏度法、连续潮流法、直接法、非线性规划法等进行详细的总结和评述,指出它们各自优缺点;重点介绍计算一种N-1故障情况下电压稳定极限及其裕度的新方法,计算速度快,该方法具有很强的实用价值;最后介绍提高电压稳定的一些应对措施。通过全文可对目前静态电压稳定极限及裕度计算方法有一个全面了解和充分认识。     

受端电网静态/动态无功补偿综合优化

提出了一种可同时考虑静态与动态无功补偿的无功补偿优化模型.在对负荷裕度的概率分析的基础上用最小二乘法构造电压崩溃的概率模型.对电压崩溃动态过程进行概率分析,对暂态和稳态过程中对电压稳定和电压质量有所影响的因素进行经济量化,提出了稳态运行费用和暂态运行费用的总和最小为目标函数的无功补偿综合优化模型.在此基础上通过动态仿真与静态分析相结合的方法逐步迭代求解最优补偿容量.华南某电网实际算例中的应用表明,综合无功补偿优化的结果具有最小的年运行费用和最大的故障后负荷裕度,可以显著改善受端系统运行的经济性和安全性.     

衡量节点电压稳定的奇异值和稳定指标

提出了衡量节点电压稳定的奇异值法，与衡量系统电压稳定的奇异值法相比，具有物理概念明确，计算量小的特点；通过对几种具有一定普遍性稳定指标的分析，总结了这一类指标的特点，讨论最小奇异值表示的电压稳定裕度指标和物理量表示的电压稳定裕度指标间的关系；最后，就雅可比矩阵奇异，负荷功率极限和电压失稳临值间的关系进行了探讨。     

基于预估/校正技术的改进奇异值指标

潮流雅可比矩阵最小奇异值可用来评估系统电压稳定裕度。但这种方法受到发电机无功出力越限的影响,给出的结果不够精确。该文致力于改进这一裕度指标,为此提出了利用预估/校正技术的算法来快速找到系统中电压崩溃点之前发电机无功越限信息,并利用这些信息修正潮流雅可比矩阵,使得其阶数不再受到发电机无功越限的影响,从而改进了最小奇异值裕度指标的线性性。给出了一个IEEE-14节点网络算例并得到预期结果。最后给出了结论,即利用预估/校正技术有效地克服了最小奇异值指标的阶跃性,提高了潮流雅可比矩阵最小奇异值作为裕度指标的可靠性。     

基于最小奇异值灵敏度的电压稳定薄弱节点研究

最小奇异值作为静态电压稳定指标已广泛应用于电力系统的稳定分析之中。在最小奇异值分析的基础上,给出了最小奇异值对负荷功率的灵敏度,提出将最小奇异值灵敏度用于薄弱节点的分析及无功补偿点的确定。以IEEE57节点系统为例,在考虑负荷平均增长的情况下,分析了负荷变化对最小奇异值的影响,确定了系统薄弱区域及最弱节点,算例表明在所确定的最弱节点处进行无功补偿,可更有效地提高系统电压水平和电压稳定性。     

Control of voltage stability using sensitivity analysis

The effects of static compensation on the voltage stability boundary are investigated. For a class of voltage instabilities which correspond to static bifurcations of load flow equations, minimum singular values of the Jacobian matrix and total generated reactive power are calculated as indicators of stability margin, and sensitivity methods are used for reactive support allocation. Improvement in stability margin under progressive loading was investigated on a 39-bus test system for different allocations and amounts of reactive support with reactive generation capabilities taken into account     

P-V曲线与模态法联合应用分析电网静态电压稳定性

针对传统电压稳定性方法应用于实际电网效果欠佳,提出了一种P-V曲线与模态分析联合应用的新方法.首先由P-V曲线计算功率储备系数Kp,衡量电网静态电压稳定裕度,找出功率储备相对薄弱区域,以此结果为基础,然后采用模态法分析、计算最小奇异值下各个节点的参与因子,找出电力系统中弱区域、关键支路和关键发电机,指导运行人员在发生大扰动时,注意薄弱区域,及时调整潮流、安排无功储备等.以某地区电网为例进行研究,验证了该方法的有效性和实用性.     

在线静态电压稳定预警与预防控制系统

介绍了在线静态电压稳定预警与预防控制系统的功能框架、算法特点和应用效果。应用最小奇异值和改进连续潮流算法在线计算电网的稳定指标,实时监视分区及全网的负荷裕度和重要联络断面的功率传输极限,并给出预警级别提示;应用分布式计算架构实现了一个高性能的故障筛选子系统,对于较严重故障能够给出预防控制策略。该系统可与自动电压控制系统集成,保证了控制后电网的电压稳定。在华北网调和江西省网的应用效果证明了系统的有效性。     

基于ZM综合负荷模型地区电网静态电压稳定分析

提出一种适用于地区电网静态电压稳定分析计算的改进奇异值分解法.该方法在形成雅可比矩阵时,考虑了ZM综合负荷模型的稳态特性对电压稳定的影响,通过对扩展雅可比矩阵进行奇异值分析,得到弱稳定节点和静稳裕度.通过算例仿真验证了该方法的有效性和合理性,算例结果表明考虑动态设备的稳态特性后的分析结果更能反映电网的真实状态,从而有利于电压稳定控制决策.     

计及负荷特性的电压稳定安全指标快速计算

本文提出了计算电力系统电压稳定安全指标的新算法，该算法计及了负荷特性的影响，采用参数随运行状态变化的负荷模型，以负荷中动态荷部分的有功功率最大作为临界点判据，并在网络求解中负荷采用导纳模型来克服临界点附近潮流收敛的困难。本文还给出了７节点系统和３１节点系统的算例。     

基于静态等值和奇异值分解的快速电压稳定性分析方法

该文结合电力系统自身的特点和要求，利用基本运行情况下电力系统中的信息，采用两种静态等值方法求出电力系统等值参数：第一种方法基于戴维南网络等效理论。第二种方法采用两点潮流计算法。并在此基础上进行电压稳定性分析。用这两种方法可以迅速地预测负荷的临界功率和临界电压、Q—V曲线、P—V曲线及P—Q曲线；还可计算衡量节点电压稳定的节点最小奇异值。与衡量系统电压稳定的系统最小奇异值相比，具有物理概念明确，计算量小的特点。用IEEE14母线系统和IEEE30母线系统进行仿真计算，结果证明了这两种静态等值方法的有效性。