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在线电压安全评估算法、指标及系统构建研究

作　者: 刘楠
导　师: 印永华；马世英
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: 电压稳定分析方法 励磁电流限制 连续潮流算法 电压稳定指标 在线电压安全评估预警系统构建方案
分类号: TM712
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要


电压稳定性问题是当今电力工业界普遍关注的问题,准确实时评估电网的电压稳定水平对电网的安全稳定运行具有重要意义。在线电压安全评估预警系统作为电压稳定评估强有力的工具,近年来引起电力工作者的普遍关注。研究电压稳定分析方法是构建在线电压安全评估预警系统的基础性工作。本文在综述研究已有的电压稳定分析方法的基础上,根据理论推导结论,提出了考虑励磁电流限制的改进连续潮流算法,开发了相应的计算分析软件。该算法根据发电机有功出力值、机端电压值不断调整无功出力值,更好地模拟了发电机在励磁电流限制下的无功特性。通过系统仿真计算分析,验证了该算法的可行性和实用性。电压安全评估关键是要有一个切实有效的电压稳定指标。本文在综述研究已有的电压稳定指标基础上,通过理论推导,提出基于连续潮流计算的Vsic指标,该指标使用Lvsi指标的变化速率来表征系统的电压稳定水平。通过系统仿真表明,该指标能准确表征系统电压稳定水平；结合PMU/WAMS技术,该指标可应用于大型输电网的静态电压在线监测。最后,本文基于对以往投入使用的在线电压安全评估系统的深入研究,指出了适应当前电力系统发展的在线电压安全评估预警系统应具备的系统特点,提出了系统的构建框架,以及各个模块应当具备的主要功能,并提出了系统的开放性以及可扩展性的实现方案。该系统构建框架的提出,为下一步的研究工作指明了方向。

全文目录


摘要  3-4
Abstract  4-7
第一章 绪论  7-20
  1.1 课题背景及意义  7-8
  1.2 电压稳定的定义及分类  8-10
  1.3 适用于在线电压安全评估的分析方法  10-14
    1.3.1 PV曲线分析法  11-12
    1.3.2 奇异值分析法和模式分析法  12-13
    1.3.3 灵敏度分析方法  13
    1.3.4 基于功率传输路径的分析方法  13-14
  1.4 在线电压安全评估预警系统的应用  14-18
    1.4.1 国内外工程实际应用  15
    1.4.2 在线电压安全评估系统与AVC系统的协调控制  15-17
    1.4.3 基于广域测量系统的在线电压稳定监测  17-18
  1.6 论文主要工作  18-20
第二章 考虑发电机励磁电流限制的改进连续潮流算法  20-39
  2.1 连续潮流计算的基本原理  20-21
  2.2 适于连续潮流计算的发电机励磁电流限制下无功出力模拟  21-26
    2.2.1 励磁电流限制下的发电机无功特性理论推导  22-24
    2.2.2 算法建立条件  24
    2.2.3 新增的状态变量求解  24-25
    2.2.4 改进连续潮流算法的流程  25-26
  2.3 改进的连续潮流计算步骤  26-30
    2.3.1 预测环节  27-29
    2.3.2 校正环节  29-30
  2.4 算例仿真及讨论  30-37
    2.4.1 仿真系统及其计算条件  30-32
    2.4.2 仿真内容及其结果  32-34
    2.4.3 仿真结果分析  34-37
  2.5 小结  37-39
第三章 基于连续潮流计算的在线电压稳定指标  39-52
  3.1 电压稳定指标研究现状  39-41
  3.2 在线电压稳定裕度指标研究  41-46
    3.2.1 静态电压稳定分析的要求  41-42
    3.2.2 静态电压稳定分析的模型选取  42-43
    3.2.3 基于连续潮流计算的在线电压稳定指标(Vsic)推导  43-46
  3.3 算例仿真及讨论  46-50
    3.3.1 仿真系统及其计算条件  46-47
    3.3.2 仿真内容及其结果  47-49
    3.3.3 仿真结果分析  49-50
  3.4 小结  50-52
第四章 在线电压安全评估预警系统构建方案  52-58
  4.1 系统特点  52
  4.2 系统框架及模块功能设计  52-56
    4.2.1 数据准备模块  53
    4.2.2 安全评估模块  53-55
    4.2.3 系统预警模块  55
    4.2.4 稳定控制模块  55
    4.2.5 控制后再评估模块  55-56
  4.3 开放性和可扩展性  56
  4.4 小结  56-58
第五章 总结与展望  58-60
  5.1 主要研究成果  58-59
  5.2 有待进一步开展的工作  59-60
附录  60-63
  附录A IEEE30节点系统接线图  60-62
  附录B IEEE30节点系统初始潮流图  62-63
攻读硕士学位期间发表的学术论文、科研、专利等  63-64
致谢  64-65
参考文献  65-68

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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 > 理论与分析 > 电力系统稳定
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