计及复合负荷模型的静态电压稳定研究

【摘要】：随着国内电力系统向大机组、大电网、超高压和远距离输电方向的发展,电力系统的结构和运行方式也越来越复杂,系统稳定性问题日益突出,电网电压的调控也变得更加艰难,电压稳定性问题成为系统安全运行的必要前提。因此,如何防止电压崩溃事故的发生,提高系统的安全性,已成为目前电网所关注的重要课题之一。 本文以计及复合负荷模型的静态电压稳定研究为主要内容。在对改进连续潮流算法的基础上,对复合负荷模型及其对电力系统电压稳定的影响进行了深入研究,主要内容如下： 首先,提出了一种改进的连续潮流算法。该算法在连续潮流算法的基础上,采用了几何参数化,充分利用增加的一维校正方程改变了收敛方向,避免雅克比矩阵的奇异,有效地改进了潮流算法的收敛性。通过算例分析,验证了该算法的有效性。 其次,对基于复合负荷模型(zIP负荷和感应电动机负荷的组合)及其对电压稳定性的影响进行了深入研究。在搭建复合负荷模型的基础上,研究了复合负荷的静态负荷特性,并采用公式推导将其直接运用于电力系统P-V曲线的计算中。通过算例分析了复合负荷模型对系统电压稳定性的影响以及感应电动机负荷稳定性和电力系统电压稳定性之间的关系。 此外,本文研究了负荷模型对V-Q曲线和无功裕度的影响。通过对薄弱节点配置可变的无功电源,获得系统节点负荷V-Q曲线,从而得到无功裕度。利用灵敏度和无功裕度指标得到系统的相对弱节点,并通过算例分析了不同的负荷模型对V-Q曲线和无功裕度的影响。 最后,本文还进行了基于奇异值分解法的电压稳定分析。在对雅克比矩阵进行奇异值分解法的基础上,提出相关的弱节点判断指标。并对系统的薄弱区域和稳定裕度进行判断。通过实际算例分析,验证了该方法的有效性,同时还研究了负荷模型对薄弱节点的影响。