基于PSS/E和PSASP的静态电压稳定薄弱区域研究

概括电力系统静态电压稳定分析方法,对现有的静态电压稳定性指标进行分析和总结.基于仿真软件PSS/E (the Power System Simulator for Engineering)和PSASP(电力系统分析综合程序),提出分别根据灵敏度指标和节点参与因子指标确定静态电压稳定薄弱区域的方法.运用这两种方法,对EP...     

光伏渗透率对电力系统静态电压稳定性影响研究

由于新能源电源无功调节范围小于传统同步电源,在新能源大量替代同步电源后,会导致系统静态电压稳定性下降。该文以光伏为例,探讨了光伏渗透率与接入点对并网系统静态电压稳定性的影响。通过建立光伏渗透率与接入点无功储备的关系式和单机单负荷系统静态电压稳定性与光伏渗透率的解析表达式分析了静态电压稳定性机理,提出采用无功支撑系数和电压–有功灵敏度两个量化指标表征接入点对静态电压稳定性的影响程度。所提出的无功支撑系数反映了不同接入点给系统有效无功储备带来的不同影响程度及渗透率升高对静态电压稳定的影响;而所提有功–电压灵敏度则反映了渗透率升高对静态电压稳定的影响。对3机9节点系统和10机39节点系统的仿真分析验证了在单个光伏接入和多个光伏接入场景下,采用无功支撑系数和电压–有功灵敏度均可正确表征在不同接入点下,系统薄弱点静态电压稳定性随渗透率的变化趋势。与传统指标相比,该文所提出的指标考虑了光伏场站实际的无功调节能力,能够更加凸显渗透率升高时,接入节点无功支撑能力的变化。     

考虑风电随机性的静态电压稳定概率评估

提出了一种考虑风电随机性的静态电压稳定概率评估方法。选用L指标评估各节点的电压稳定性,推导了L指标对节点注入功率的灵敏度。根据风电功率的概率密度函数计算其半不变量,再根据L指标和节点注入功率的近似线性关系计算L指标的半不变量。然后按Gram-Charlier级数展开计算L指标的概率密度函数,结合静态电压失稳严重度计算各节点的静态电压失稳风险,评估系统静态电压稳定性并识别薄弱节点。仿真结果验证了方法的有效性,可用于风电并网情况下的静态电压稳定概率评估。     

基于灵敏度的呼辽交直流混合输电系统电压稳定性分析

结合呼辽直流输电系统,基于灵敏度分析方法研究了该系统的电压静态稳定性问题。首先,推导了交直流混合输电系统的灵敏度计算方法,在此基础上分别计算交流输电系统几个重要节点电压幅值对直流通道和交流通道输送的有功和消耗的无功的灵敏度矩阵,直流系统不同控制方式对直流系统输送的有功和消耗的无功的灵敏度矩阵以及不同控制方式下几个重要节点的电压灵敏度。结合上述电压静态稳定的灵敏度指标,研究了呼辽交直流混合输电系统的运行控制方式和提高电压稳定性的措施,为呼辽交直流混合输电系统的安全、稳定运行提供技术参考。     

计及TCSC的交直流系统静态电压稳定性分析

基于交直流系统潮流方程雅可比矩阵的特征结构分析法,提出了一种利用可控串联补偿器(thyristor controlled series compensator,TCSC)提高交直流系统静态电压稳定性的方法。该方法研究了交直流系统潮流方程雅可比矩阵的最小模特征值,以节点电压对无功功率变化的灵敏度为指标,结合参与因子,判断全电网中最有可能发生电压不稳定的节点或者区域,从而为系统无功功率补偿装置的配置提供决策依据。对美国西部5机14节点系统进行了仿真计算,验证了TCSC在交直流系统中提高静态电压稳定性的可行性、有效性和正确性。     

基于模态法的静态电压稳定性分析

提出了基于模态法的静态电压稳定性分析的新方法,通过建立模态法的静态电压稳定分析数学模型,求取潮流方程雅可比矩阵的最小特征值及其相对应的特征向量,以最小模特征值来间接评估系统的静态电压稳定裕度,并在此基础上提出了参与因子指标,计算各个节点在最小特征值下的节点参与因子来找出哪些节点或区域的电压稳定性较差.通过对某大型电网进行研究,得到其相应的电压薄弱区域,并与灵敏度分析法所得到的结果进行对比,结果基本一致,从而验证了本文方法的合理性与有效性。     

综合灵敏度和静态电压稳定裕度的直流受端交流系统电压薄弱区域评估方法

提出综合无功-电压灵敏度与静态电压稳定裕度的直流受端交流系统电压薄弱区域评估方法,并在灵敏度及静态电压稳定计算中计及了负荷静态电压特性。以计及负荷静态电压特性的交直流电力系统潮流方程为基础,计算交流节点电压相对于直流落点无功功率的灵敏度;基于连续潮流法,计算计及负荷静态电压特性的直流受端交流系统静态电压稳定裕度,综合这2个指标识别电压薄弱区域。并进一步地比较了不同ZIP负荷占比、不同直流控制方式对直流落点近区交流系统电压薄弱区域评估的影响。     

计及分布式电源接入的配电网静态电压稳定性评估方法

为研究分布式电源(DG)接入对配电网静态电压稳定的影响问题,推导了能反映配电网各负荷节点电压稳定程度的电压稳定指标,提出了一种针对配电网的负荷增长策略,对DG接入前后全网最薄弱节点以及整个系统的静态电压稳定性进行了定量分析,结合PV曲线探讨了配电网电压崩溃事故的发生机理,对比分析了DG出力波动性较大时,集中接入和分散接入方式对静态电压稳定性的改善效果。所提的基于系统各节点电压稳定指标计算的静态电压稳定性分析方法可对负荷节点电压稳定裕度进行快速排序,并可实现全网薄弱节点的准确定位。DG接入前后的仿真实验结果表明,合理位置的DG接入可有效改善全网的静态电压稳定性。     

基于一种综合指标的河北南网静态电压稳定分析

河北南网是华北地区重要的受端电网,它肩负着山西电力到京津唐、山东电网的转送任务。随着电网规模的扩大、网内负荷急剧增长、特高压接入等,河北南网的电压稳定问题将更加凸显,因此,对河北南网进行电压稳定性分析具有重要的现实意义。本文首先介绍了有功裕度指标K_P和灵敏度指标dU_L/d QL的基本概念及求解方法;然后,基于理想点法将这2种指标进行综合,并采用符合指定功率增长方式的权重系数,提出了一种判别系统薄弱节点和区域的综合电压稳定指标;之后,利用PSD-BPA潮流程序分析了河北南网的静态电压稳定性,计算了系统中各负荷节点的上述3种指标,以及网内各供电分区的有功裕度;最后,根据计算结果指出了系统中电压稳定的相对薄弱节点和区域,分析了各分区的静态电压稳定水平,并提出了一些针对性措施作为改善系统电压水平的参考。     

基于同步相量测量的实时电压稳定分析方法

提出了一种基于同步相量测量的实时电压稳定分析方法.该算法利用局部同步相量测量信息就地进行实时在线参数辨识,在辨识后的2节点等值系统和静态负荷模型的基础上,根据一种节点电压稳定性指标实时进行电压稳定性估计.该方法基于π型支路模型和静态负荷参数模型,辨识局部2节点等值系统,可以更好地反映线路的无功特性以及负荷参数的变化.最后,结合新英格兰39节点系统的仿真结果,对不同等值系统模型及负荷模型进行对比,结果表明所提出的方法能提供更加精确的电压稳定估计指标,验证了该方法的可行性.     

考虑海上风电接入的电网侧无功补偿策略

考虑大规模海上风电并网后的电压稳定性问题,以电力系统网络等值为基础,计算系统的电压稳定指标,基于各可调节节点对危险节点的灵敏度指标给出电压无功补偿策略。该控制策略的制定分成3个步骤:首先,根据电压稳定指标辨识危险节点;其次,计算可调节节点对危险节点电压稳定性的灵敏度,并以此甄别进行补偿的电源节点;最后,根据各节点的灵敏度指标分配各节点无功补偿量。在IEEE-14节点算例下的仿真结果表明,所提补偿策略能够有效改善海上风电接入后的局部电网电压稳定性。     

计及负荷静态特性的在线电压稳定性研究

电压稳定已经被称为负荷稳定,为了研究负荷特性对电压稳定问题的影响,对一种负荷模型下的在线电压稳定性问题进行了研究。提出了一种基于时间断面上的局部等效方法,在所要研究的节点处,把电力网络局部等效成两节点系统,利用PMU测得的电压和电流相量,求出局部等效模型的参数。采用静态ZIP模型导出节点电压稳定指标表达式,可以较好评估系统的静态电压稳定性。通过对标准系统的测试,表明此方法得到的指标线性度更好,精度更高。     

电力系统静态电压稳定性在线监控(一)--一种可在线应用的计及负荷静态特性的电压稳定指标

基于局部量测数据和负荷静态特性．提出了一种可在线应用的节点静态电压稳定指标。首先介绍了ZIP负荷模型,然后用戴维南等值电路简化系统,将线路电流表达式整理成实部和虚部．消去负荷有功后代入ZIP负荷模型中的无功表达式得二次方程式．用根判别式得到以无功表示的电压稳定指标VSIQ;同理得以有功表示的电压稳定指标VSIP;取两者中的较小值作为节点电压稳定指标VSI。比较各节点VSI,最小值对应的节点即为系统最薄弱节点。以IEEE14节点和IEEE30节点系统为例,仿真系统在不同负荷特性下VSI的变化曲线。结果显示：恒定功率分量所占比例越大则节点VSI越小,电压稳定性越差;恒定功率比重相等情况下,恒定电流分量比重越大．节点电压稳定性越差．     

基于支路电压方程的在线电压稳定指标

提出一种基于支路电压方程的电压稳定指标,该指标具有显式表达式,可结合PMU量测实现在线计算和应用。首先,利用电压功率灵敏度在电压崩溃点趋于无穷大的特性,推导获得该指标。其次,通过分析静态负荷特性对该指标假设条件(即P-V曲线电压崩溃点处特性)的影响,揭示了该指标对静态负荷特性的适应性,并用单支路系统进行了仿真验证。进一步,采用多支路系统验证了该指标可有效表征支路电压的稳定性,且具有较高的适用性。最后,探讨了应用等效方法改进该指标,从而提升多节点系统中该指标准确性的方法,并用10节点系统验证了改进指标的有效性。     

考虑UPFC安装位置的静态电压稳定分析

为了提高电力系统电压稳定性,预防电压崩溃,维持电网安全运行,笔者建立了UPFC的等效注入功率模型,采用特征结构分析法（ESA）对系统当前运行状态进行了静态电压稳定分析,并以最小模特征值作为静态稳定的度量.通过电压灵敏度和状态变量对特征模式的参与因子两种指标找到了系统薄弱环节,分别在系统最薄弱节点和一般薄弱节点处安装了UPFC,进行了新英格兰39节点系统计算.算例分析结果表明,UPFC能够提高电网最低的节点电压,提高系统电压稳定性.     

基于局部电压稳定指标的裕度灵敏度分析及应用

提出一种基于局部电压稳定指标的裕度灵敏度分析新方法。以局部电压稳定指标为基础推导出负荷节点电压稳定裕度,该裕度具有确定的上、下界,且不受负荷增长方式影响;利用负荷节点电压稳定裕度有效识别了系统电压弱节点和弱节点集合;定义局部电压稳定指标的裕度灵敏度,确定与弱节点集合强相关的负荷节点,分析弱节点集合邻域节点无功波动对弱节点集合电压影响程度;最后将所提方法应用于系统无功补偿装置配置中,典型系统的仿真结果证明了所提方法的可行性和有效性。     

负荷静态特性对节点静态电压稳定性影响规律的分析

详细分析ZIP负荷特性对节点静态电压稳定性的影响规律,指出ZIP负荷中的恒定功率分量决定了该节点的静态电压稳定程度,提出一种基于局部测量的计及负荷静态特性的电压稳定指标,并给出一种简单的计算节点戴维南等值参数的计算方法。IEEE 57节点仿真表明所提指标可以很好地考虑负荷静态特性对节点电压稳定性的影响,并且戴维南等值参数计算简单,适合于静态电压稳定的在线监控。     

风电并网后系统电压稳定薄弱节点研究

基于连续潮流分析方法,利用提出的节点电压灵敏度指标来分析风电场并网后系统的静态电压稳定问题。通过含有变速恒频机组的风电场并网的简化模型算例进行了仿真研究,结果表明,在电压稳定极限点附近,风电功率注入使得风电场及其附近节点是电压不稳定的关键区域,模态分析得到的结果验证了该方法的有效性。     

含大规模风电场的电网静态电压稳定性评估

针对以往电压稳定评估指标从有功功率或无功功率单方面去建立而导致的评估结果差异问题,该文提出了一种用于评估大规模风电场接入电网后系统静态电压稳定性的双重电压稳定指标。通过连续潮流法求取风电场接入电网后的PV曲线和VQ曲线得到节点电压随风电场发出有功功率变化的灵敏度指标和节点无功裕度指标;在此基础上,提出根据结构熵权法确定两个指标的权重系数,得到可以同时考虑有功和无功影响的双重电压稳定指标。最后通过IEEE 10机39节点标准算例验证了文中提出的双重电压稳定指标的准确性和全面性。     

基于改进型PEM和L指标的含风电场电力系统静态电压稳定评估

快速、准确地评估系统电压稳定性对于大规模风电并网后电力系统安全运行具有重要意义。为此,提出一种基于改进型点估计法(point estimate method,PEM)和局部电压稳定指标(L指标)的含风电场电力系统静态电压稳定评估方法。首先,提出一种改进型PEM计算L指标各阶矩和半不变量,并结合Cornish-Fisher级数展开获得其概率分布,相比于传统2n+1法,在无须涉及更高阶矩等复杂计算下可提升L指标分布的拟合精度;然后,利用风险偏好型效用函数定义计算各节点电压失稳风险度,完成含风电场电力系统静态电压稳定评估,识别系统电压稳定薄弱节点;最后,基于该风险度引入风电并网电压稳定因子,并由此分析风电对系统静态电压稳定的影响。采用改进的IEEE-14和39节点系统算例验证了所提方法的可行性和有效性。