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大型互联电网最大输电能力自动求解算法研究及软件开发

作　者: 赵敏
导　师: 郭剑；安宁；李芳
学　校: 中国电力科学研究院
专　业: 电力系统及其自动化
关键词: 电力系统 潮流计算 暂态稳定 最大输电能力 时域仿真
分类号: TM744
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要


电网调度运行部门在计算考虑暂态稳定约束的最大输电能力时通常使用电力系统分析软件,通过不断调整运行方式,同时进行大批量预想故障稳定校核,根据时域仿真曲线人工判别系统的稳定性。在这个过程中,需要人工的反复进行潮流方式的调整、通过监视仿真曲线判稳,重复性劳动较多,效率低下。特别是对于潮流收敛性差的网络,在计算考虑暂态稳定约束的最大输电能力时,伴随发电机出力、负荷大小、无功补偿装置投退状态以及变压器分接头位置的改变,过渡方式潮流虽有解但计算往往难以收敛。针对上述问题,本文主要做了如下方面的研究工作：(1)研究了大型互联电网最大输电能力计算中系统过渡过程中的潮流收敛性问题。针对收敛性差的网络,本文首次提出了“基于时域仿真的病态潮流算法”。在潮流有解的前提下,该算法可有效保证系统过渡过程中潮流计算的收敛性。通过对全国联网的数据进行仿真计算,验证了所提出算法的有效性。(2)在(1)的基础上对自动计算大型互联电网最大输电能力进行了详细的算法设计(3)结合实际电网调度运行部门计算考虑暂态稳定约束的最大输电能力的流程,应用本文所提出的算法,基于“电力系统分析综合程序”(PSASP)开发了自动计算大型互联电网最大输电能力的软件包。选用5000节点级、15000节点级数据对软件包进行了全面测试,测试结果验证了所提出算法的正确性、有效性以及软件包的实用性。(4)在PSASP分布式计算平台基础上,设计了自动求取考虑暂态稳定约束的最大输电能力的并行计算系统框架。

全文目录


摘要  3-4
ABSTRACT  4-8
第一章 绪论  8-18
  1.1 研究的背景及意义  8-9
  1.2 最大输电能力计算的基本概念  9-10
    1.2.1 最大输电能力  9
    1.2.2 最大输电能力计算的模型  9-10
  1.3 最大输电能力计算方法评述  10-14
    1.3.1 基于确定性模型的方法  10-13
    1.3.2 基于概率性模型的方法  13-14
    1.3.3 方法小结  14
  1.4 主要的最大输电能力计算软件  14-15
  1.5 考虑暂态稳定约束的最大输电能力实用计算方法  15-17
  1.6 论文主要工作  17-18
第二章 基于时域仿真的病态潮流算法的原理及实现  18-38
  2.1 引言  18
  2.2 基本原理  18-28
    2.2.1 时域仿真计算数学模型  18-19
    2.2.2 基于时域仿真的病态潮流算法  19-21
    2.2.3 基于时域仿真的病态潮流算法的物理解释  21-28
  2.3 算法对变量的处理  28-32
    2.3.1 参与潮流调整的发电机  29
    2.3.2 参与潮流调整的负荷  29-30
    2.3.3 并联电容电抗的投退  30-31
    2.3.4 变压器分接头位置的调整  31-32
  2.4 算法对不变量的处理  32-34
    2.4.1 不参与潮流调整的负荷  32-33
    2.4.2 不参与潮流调整的发电机  33
    2.4.3 节点电压幅值恒定的节点  33-34
  2.5 算法有效性测试  34-37
    2.5.1 改变发电机出力  34-36
    2.5.2 并联电容电抗投退  36-37
  2.6 本章小结  37-38
第三章 大型互联电网最大输电能力自动计算的算法设计及软件开发  38-48
  3.1 引言  38
  3.2 输电断面  38-39
  3.3 过渡方式自动调整  39-42
    3.3.1 发电负荷的调整方式  39-41
    3.3.2 无功补偿装置的投退  41-42
  3.4 自动判稳算法设计  42-43
  3.5 自动计算算法流程  43-45
    3.5.1 计算最大输电能力的算法流程  43-44
    3.5.2 稳控策略求取流程  44-45
  3.6 软件实现  45-47
    3.6.1 功能及结构  45-46
    3.6.2 运行环境  46
    3.6.3 数据输入  46
    3.6.4 数据输出  46-47
  3.7 本章小结  47-48
第四章 算例系统测试及分析  48-64
  4.1 引言  48
  4.2 5000节点级算例  48-50
  4.3 15000节点级算例  50-62
    4.3.1 输电断面一  50-56
    4.3.2 输电断面二  56-62
  4.4 本章小结  62-64
第五章 考虑暂态稳定约束的最大输电能力分布式并行计算平台初步设计  64-68
  5.1 引言  64
  5.2 并行计算系统框架  64-66
  5.3 本章小结  66-68
第六章 总结与展望  68-70
  6.1 总结  68-69
  6.2 展望  69-70
参考文献  70-74
附录A 4.2节预想故障集  74-78
致谢  78-79
硕士期间发表的学术论文和参加的科研工作  79

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中图分类: > 工业技术 > 电工技术 > 输配电工程、电力网及电力系统 > 电力系统的模拟与计算 > 电力系统的计算
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