电力系统分析-中长期电压稳定

中长期电压稳定2023/2/16一般概念简单电力系统的电压稳定问题连续潮流法最邻近功率极限点的求取2023/2/16主要内容电压稳定性：正常运行情况下或遭受干扰后电力系统维持所有母线电压在可以接受的稳态值的能力中长期电压稳定：系统的演化过程足够慢，可认为每一变化都有充足的时间达到新的稳态——可以潮流为基础进行分析负荷的缓慢增长有载调压变压器抽头的动作无功补偿装置的投退……2023/2/16一般概念2023/2/16简单电力系统的电压稳定问题+-负荷变化对VR的影响？变压器变比变化对VR的影响？2023/2/16+-故则其规格化形式为其中（短路电流，即ZD=0情况）2023/2/16+-则其幅值规格化形式为其中传输功率为2023/2/16+-存在极值得即（折算到标准变比侧阻抗大小相等）2023/2/16+-存在极值得即（折算到标准变比侧阻抗大小相等）功率的规格化表达式为2023/2/16电压、电流、功率与负荷阻抗关系曲线2023/2/16功率存在极值的物理解释起初电流增大速度超过电压下降的速度，电流和电压的乘积总体上增加达到极值后，电压下降速度超过电流增加速度，电流和电压的乘积总体上减少电网传输功率时有一个传输能力的问题，此能力不是无限大若负荷需求超出可能传输的极限，从潮流计算的角度来说潮流无解负荷接近极限，潮流为病态潮流潮流计算首先为指定功率求节点电压若负荷需求超出可能传输的极限，从潮流计算的角度来说潮流无解负荷接近极限，潮流为病态潮流2023/2/16PV曲线2023/2/16负荷电压与变压器变比关系+-得（折算到标准变比侧阻抗大小相等）2023/2/16不同负荷下电压随变比变化的曲线对每一条曲线，达到极值前变比增加导致电压升高，稳定达到极值后变比增加电压反而下降，变压器的变比控制策略将继续调高变比，不稳定ZL/ZD越大，曲线极值发生的时刻越早重负荷时可考虑闭锁有载调压变压器调变比的功能实际数值计算时在功率极限附近潮流已经无法收敛2023/2/16连续潮流法——问题的提出正常负荷水平下潮流有高压解和低压解功率极限情况下潮流有唯一解，同时雅可比矩阵奇异，修正方程无法求解，如何求此时的潮流解？参数变化方向功率变化方向，坐标横轴2023/2/16连续潮流法——基本思路参数变化方向功率变化方向，坐标横轴2023/2/16连续潮流法——基本思路参数变化方向功率变化方向，坐标横轴2023/2/16连续潮流法——基本思路参数变化方向功率变化方向，坐标横轴2023/2/16连续潮流法——基本思路参数变化方向功率变化方向，坐标横轴，可能出现与曲线无交点的情况2023/2/16连续潮流法——基本思路产生问题原因：搜索潮流解的方向不变由沿坐标横轴搜索改成沿曲线前进方向搜索如何？核心问题：已知曲线当前点，如何求取曲线上的下一个点？2023/2/16连续潮流法——基本思路2023/2/16连续潮流法——预测与校正预测环节校正环节常规潮流求曲线上的一个点方程增加一个参数λ，变量比方程个数多1求曲线λ常用来修正功率，以得到进一步的潮流求解条件区域中所有负荷功率因数不变，同步增长区域中某一负荷功率因数不变区域中负荷无功功率不变，有功功率同步增长……2023/2/16常规潮流方程的参数化从PV曲线上当前已知点找到下一个点的近似值常见的预测方法切线预测割线预测抛物线预测2023/2/16预测环节2023/2/16切线预测下一预测点与当前点连线方向为PV曲线的切线方向仅需PV曲线最近求出的一个点方程比变量数少一个，应补充一个方程求出解后可得到下一预测点2023/2/16割线预测下一预测点与当前点连线方向为最近求出两个点的连线方向需PV曲线最近求出的两个点方程比变量数少一个，应补充一个方程求出解后可得到下一预测点2023/2/16抛物线预测下一预测点为最近求出三个点插值出抛物线的极值点需PV曲线最近求出的三个点插值出的抛物线函数为2023/2/16整理可得则时所求预测点为理论上可证明接近功率极限点时PV曲线的形状接近抛物线，故用本方法仅需少数几次迭代即可逼近极限点将预测到的点校正到PV曲线上常见的校正方法同伦参数法弧长参数法局部参数法2023/2/16校正环节校正方向与预测方向垂直2023/2/16同伦参数法与原潮流方程联立可求出功率极限处原潮流方程雅可比矩阵奇异，但扩展一维的新非线性方程组雅可比矩阵不奇异校正后点到前一点距离与预测点到前一点距离相同2023/2/16弧长参数法与原潮流方程联立可求出功率极限处原潮流方程雅可比矩阵奇异，但扩展一维的新非线性方程组雅可比矩阵不奇异选择max(Δλ,maxΔxj)固定不变，其他量正常迭代优点：潮流方程阶数不变缺点：潮流方程表达式发生变化，编程更难功率极限处原潮流方程雅可比矩阵奇异，但扩展一维的新非线性方程组雅可比矩阵不奇异2023/2/16局部参数法校正环节校正环节连续潮流法只能求得某种指定功率增长方式下的功率极限如何能求得所有可能的功率增长方式下的最近功率极限？Kundur，PowerSystemStabilityandControl，Section14.3.42023/2/16最邻近功率极限点的求取上面三式联立描述了功率极限点构