基于变步融合策略求取电压稳定临界参数的研究

针对电压稳定临界参数的求取方法,以负荷导纳模型方法为基础构建了一种基于变步融合策略求取静态电压稳定临界点处参数的新方法,该策略融合了动态步进性与异步连续性两个进程。动态步进性进程体现为快速计算功率极大值点,即在增加负荷过程中跟踪计算戴维南等值阻抗,并将研究节点当前运行状态点的戴维南等值阻抗对应的导纳值作为下一状态点的负荷导纳值进行下一次计算,故可由初始状态快速、不等步地过渡到最接近临界点的功率极大值点;异步连续性进程体现为由不等步长向等步长方式的过渡且以等步长方式准确求取临界参数,即从功率极大值点开始,利用等步长增或减负荷导纳值的方式计算准确电压稳定临界参数。基于二者有效衔接,提出方向判断系数(Directional Determination Factor, DDF),从而使计算速度和精度得到了有机协调。算例IEEE30、IEEE118验证了该变步融合策略的有效性和正确性,可为研究实时在线电压稳定分析提供一种新的数据参考。     

电压稳定临界参数的异步接替求取策略

在负荷导纳模型潮流算法基础上.提出了一种基于负荷导纳动态步进的静态电压稳定临界参数的异步接替求取策略.策略1:功率极大值点的快速求取策略.通过跟踪求取逼近过程中的戴维南等值阻抗.并将其对应导纳模值累计于该计算点的负荷导纳值后进行下一次计算,可从初始点快速、不等步地过渡到临界点附近,获得最接近临界点的功率极大值点.策略2...     

求取电压稳定分歧点的改进步长连续潮流法

连续潮流法是求取电压稳定分歧点的一种有效方法,但现有方法计算量大。为此,提出一种改进步长连续潮流法,先对线性电路的戴维南等值原理进行广义扩充,证明了非线性电力系统传输最大功率条件是:戴维南动态等值阻抗模等于负荷静态等值阻抗模。并根据戴维南动态等值阻抗引导的负荷阻抗变化初步预测极限功率,以此作为连续潮流计算的步长选择依据,实现变步长连续潮流计算。对IEEE118系统进行仿真计算,结果表明该算法能既快速又准确地找到电压稳定分歧点。     

基于改进步长连续潮流法的电压稳定性分析

连续潮流法是分析系统电压稳定性的重要工具,能准确地求出电压稳定临界点,但只依靠传统连续潮流法来求取电压稳定临界点将需要很大的计算量和很长时间。因此,首先对戴维南等值原理进行扩充,证明达到极限传输功率的条件,并基于此提出二分法来改进步长从而达到减少计算量和降低时耗的目的,同时还提出最小等值阻抗变化百分数的概念,并由此来确定何时进一步改进步长以达到快速精确找到电压稳定临界点的目的。IEEE14节点系统仿真结果表明该算法能够快速准确找到电压稳定临界点。     

基于节点戴维南等值的静态电压稳定裕度快速求解

提出一种基于节点戴维南等值参数的静态电压稳定裕度的快速计算方法。通过建立戴维南内电势与负荷裕度的二次多项式模型及节点电压与负荷裕度之间的泰勒展开模型,运用电网基态的参数,求取该节点的戴维南等值参数。根据鼻形点所处的边界条件,导出负荷裕度与等值参数之间的内在联系,从而计算出研究节点的最大负荷裕度。不同于连续潮流计算方法和其他电力系统戴维南等值方法,该方法计算简单快速,能给出节点负荷水平,直观明了。应用这种戴维南等效电路方法计算节点负荷水平时,越是靠近电压稳定极限点,其计算结果越准确。IEEE14和IEEE30节点系统计算验证了此方法的正确性和实用性。     

考虑负荷变化特性的电压稳定判据分析

在采用戴维南等值参数跟踪方法分析需要考虑非线性和动态元件影响的暂态电压稳定性时,通常以负荷节点的等效阻抗与该节点的网络戴维南等值阻抗相等作为暂态电压稳定的临界条件。通过电力潮流方程推演该电压稳定判据,并从理论上分析该判据在负荷以恒功率因素变化以及其他变化特性下判断系统暂态电压稳定性的适用性。明确当负荷不满足恒定功率因数变化特性时,将该电压稳定判据作为暂态电压稳定的临界条件是无效的。提出通过拉格朗日因子法,构造修正目标函数求取不同负荷特性下暂态电压稳定临界点的计算方法。最后通过2个仿真算例证明该文结论。     

发电机功率平衡方式对戴维南等值参数的影响

在戴维南等值模型的基础上推导出基于全网发电机参与功率平衡的戴维南等效参数计算公式。先通过牛顿潮流方程求取负荷节点的电压和其实部、虚部分别对节点有功的灵敏度,然后利用节点的分压原理和微分原理求取戴维南等值参数。通过对IEEE 14和IEEE 57节点系统的实例计算,与只有平衡机参与功率平衡方式下的等值参数进行对比,分析了发电机功率平衡方式对戴维南等值参数的影响,并研究了电气距离与戴维南等值参数的关系。该算法过程只需当前时刻的潮流数据,计算方便快捷。分析结果与实际相符,验证了本文计算分析方法的正确性和实用性。     

电网戴维南等值参数的快速计算

提出一种电网在基态和N-1状态下戴维南等值参数的快速计算方法,并在此基础上对负荷节点进行电压稳定分析。通过推导的非线性方程组,运用电网基态和N-1状态下的节点电压和电压灵敏度的数值,可求得2种状态下的戴维南等值参数。不同于两点潮流或其他多点潮流方法,该方法只需要给定运行点的节点电压和节点电压灵敏度数据,计算简单快速。利用求得的等值参数可求得该节点的阻抗模指标和最小奇异值来快速分析负荷节点的电压稳定性。IEEE14和IEEE118节点系统的计算仿真验证此方法的正确性和实用性。     

计及发电机无功越限的广域戴维南等值参数在线计算方法

为适应可再生能源大规模接入带来的随机性和波动性,在广域量测条件下,提出基于单一运行状态断面数据的戴维南等值参数在线跟踪计算方法。首先,对负荷节点的负荷进行等效阻抗处理;其次,通过修正原系统节点导纳矩阵得到等效阻抗处理后的系统导纳矩阵;最后,根据修正后导纳阵和节点电压方程,按戴维南等值的定义,计算负荷节点的开路电压作为戴维南等值电势,进而获得负荷节点的戴维南等值全部参数。在该方法基础上,还可以较为准确地计算发电机无功越限即PV转PQ节点情况下的戴维南等值参数。通过仿真算例分析验证了该方法的正确性和有效性,在PV转PQ节点情况下也具有较好的计算精度。     

考虑负荷静态电压特性的重负荷节点静态电压稳定分析

首先从理论上论述了负荷静态电压特性对静态电压稳定的影响作用.在功率供求关系紧张状态下,电压稳定临界区域电压陡降时负荷静态电压特性影响显著,应计及阻抗负荷和恒电流负荷对静态电压稳定的作用,使用综合负荷进行计算.同时,接近分岔点时采用负荷导纳描述负荷功率需求,使用负荷导纳模型法计算电压稳定极限值及PV曲线下半部分的值.对IEEE30节点系统进行仿真计算分析,结果证明了所提出方法的有效性,同时快速性和精确性得到了保证.