负荷模型与静态电压稳定性研究

通过系统供应侧和负荷侧的U-I特性分析,得出了利用供应侧和负荷侧特性曲线的斜率比较来判定节点静态电压稳定性的方法,进而利用该方法分析了多项式负荷模型与节点静态电压稳定性之间的关系,推导出了适合于多项式负荷模型的节点静态电压稳定性的判别公式.该方法简单快速,并可直接应用于实时在线电压稳定分析,实例验证了该方法的正确性.     

综合考虑静态负荷特性和风力发电特性的静态电压稳定分析

计及静态负荷特性和风力发电特性的电压稳定问题是现代电力系统研究的焦点和难点问题,其关键在于负荷模型、风速及风机模型的复杂性.本文利用基于连续潮流的静态电压稳定分析方法,对比研究了恒功率负荷模型和多项式负荷模型下的静态电压稳定差异,推导了普通异步风力发电机连续潮流模型.文中以New England 39节点系统进行了仿真分析,结果表明,负荷模型的差异可以影响到仿真系统的静态稳定过程,采用更切合实际的负荷模型对于精确分析含风电场的电力系统静态电压稳定性具有重要意义.     

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.     

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。     

基于同步相量和相对电距离的电压静态稳定性评价

论述了负荷特性对相对电距离指标的影响,并与电压稳定性负荷节点指标进行了比较,论证了两种方法的等价性。提出利用从相量测量装置获得的电压和电流相量,并基于静态等值的思想,通过相对电距离指标对各负荷节点的静态电压稳定性进行排序,从而可对关键节点进行监测和控制。多机系统的仿真结果表明了该方法的有效性。     

基于同步相量和相对电距离的电压静态稳定性评价

论述了负荷特性对相对电距离指标的影响,并与电压稳定性负荷节点指标进行了比较,论证了两种方法的等价性.提出利用从相量测量装置获得的电压和电流相量,并基于静态等值的思想,通过相对电距离指标对各负荷节点的静态电压稳定性进行排序,从而可对关键节点进行监测和控制.多机系统的仿真结果表明了该方法的有效性.     

计及电动汽车充电和负荷波动极限的电力系统静态电压稳定性评估方案

为研究电动汽车接入电网后充电的不确定性和负荷波动特性对电网电压失稳事故的影响,提出了一种综合考虑电动汽车充电特性和负荷波动极限的电网静态电压稳定性评估方案。首先建立了系统中的发电机节点、负荷节点、电动汽车接入节点的注入功率随机化模型,充分考虑电网各元件的随机波动性;基于连续潮流和概率潮流相结合方法搜索系统的电压失稳临界状态,对电网的边界运行状态进行统计分析。文中提出了系统静态电压稳定性的评估指标体系,以确定电压稳定的薄弱区域。该薄弱区域在系统电压失稳状态下通常最先发生电压越限,可作为电网重要监控对象,以便及时采取切负荷措施,避免全网大停电的发生。IEEE 30节点算例分析结果验证了该方案的准确性和有效性。     

考虑负荷动态模型的在线小干扰电压稳定指标

对电力系统在任一时间断面上从某个负荷母线向系统侧看进去的部分进行戴维南等值,并对负荷采用三阶感应电动机并联恒阻抗动态模型,分析该负荷节点的小干扰电压稳定性。通过对负荷节点PV曲线上的平衡点进行小干扰分析的结果表明,等值系统的小干扰电压稳定性本质上是负荷中感应电动机部分的静态稳定性,感应电动机部分采用三阶模型和一阶模型得到系统平衡点的小干扰电压稳定性是一致的,因而文中采用一阶模型条件下所推导出的系统在线小干扰电压稳定状态指标的解析表达式,能表征系统当前运行点各个负荷节点的电压稳定程度。IEEE39节点系统的计算结果表明该指标正确、有效、计算简便。     

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。     

典型直流落点无功补偿方式对近区交流系统静态电压稳定影响研究

研究了直流落点不同无功补偿方式对交流电力系统静态电压稳定的影响。当直流落点采用固定电容器补偿时,可将该节点看作PQ节点;而采用大容量同步调相机补偿时,该节点可看作PV节点。基于计及负荷静态电压特性的交直流电力系统连续潮流方法,分析了直流落点分别为PQ节点和PV节点下,直流落点近区交流系统的静态电压稳定性,得出直流落点采用大容量同步调相机进行无功补偿有助于提高近区交流系统的静态电压稳定性。     

一种电压薄弱负荷节点群的戴维南等值参数跟踪方法研究

提出了用戴维南等值参数对电压薄弱负荷节点群进行监视的一种方案。静态分析中,采用连续潮流法确定负荷节点电压——负荷参数曲线;在负荷变化率相同情况下,根据电压幅值变化量确定电压薄弱负荷节点;考虑低电压水平与电压崩溃的关系,提出电压幅值变化率作为电压薄弱负荷节点分群所观察信息,考虑地理因素,将电压薄弱负荷节点模糊聚类分群;将每个电压薄弱负荷节点群中典型节点电网侧戴维南等值参数跟踪。提出基于潮流的仿真计算方法进行戴维南等值参数跟踪,观测电压薄弱负荷节点群的电压稳定裕度。该方法在IEEE 118节点系统上验证了其有效性。     

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。     

基于节点阻抗解析的电压稳定性评估

在ＺＬ－Ｖ空间中,通过节点负荷在该空间的非线性特性和电网对节点负荷的供电特性曲线（对应于Ｐ－Ｖ曲线的ＺＬ－Ｖ曲线）,展示了扰动后第一、二类阻抗变化引发对运行点走向影响的规律,讨论了按这两种曲线比值确定性判据的问题。提出了集结负荷特性应充分考虑群体效应,并以异步电机动堵（逆）转概率分布为例,说明了考虑群体效应的途径。     

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。     

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。     

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。     

EFFECT OF LOAD MODELING ON STEADY STATE VOLTAGE STABILITY

ABSTRACT

This paper discusses the importance of load modeling in power systems for voltage stability studies. The steady-state voltage stability analysis is carried out using the available continuation power flow. Different types of load models - constant power; constant current; constant impedance; and composite load, which is a combination of the first three models, are considered. The composite load model is obtained using the LOADSYN software, where the load dependency on voltage is considered. The concept of load connectivity is defined and the confusion about the critical point with respect to PV curves is clarified. It is shown that for nonlinear loads, the critical point is not at the tip of the PV curve.     

基于P-V曲线的低压减载分群配置方案

低压减载是电网防御系统的第三道防线稳控措施之一,可以经济有效地防止电压崩溃。以安徽宣城地区电网为例,研究基于P-V曲线的低压减载方案。该方案通过稳定计算分析,找到该电网可能出现的电压失稳状态,计算出其部分负荷节点的P-V曲线,按照负荷增长与电压降低之间的定量关系,将节点划分为不同集群进行配置,能有效地阻止电压持续恶化。该方法根据电压对负荷的敏感程度制定的各节点或区域低压减载方案,比起统一配置方案更有利于系统电压的恢复。     

电压稳定问题中重负荷节点的阻抗解析

按节点负荷阻抗变化成因 ,将其分为局外型和自身特性型两类。在论证关于节点阻抗模值变化基本性质的基础上指出 :运行工作点处于供求关系紧张的P V曲线上半支陡降区段或下半支时 ,在表征重负荷节点的物理量中 ,宜注重发挥节点负荷阻抗模值zL 的作用 ,并在与P V空间对应的zL V空间开展分析。并指出 :在运用动态潮流或中期稳定软件研究实际复杂系统电压稳定性问题时 ,对紧急态势下电压稳定裕度最小的重负荷领头节点 ,应进行特殊处理 ,嵌入阻抗解析 ,具体展示紧急态势     

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.