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电力系统电压稳定分析和控制研究

周晓渊  
【摘要】:电力系统正在向大电网、高电压和远距离输电发展,这对合理利用能源、提高经济效益具有重要的意义,但同时也给电力系统的安全运行带来了一些新的问题。随着近年来一系列电压崩溃事故的发生,电压稳定问题近年来已成为热点问题。 本文在回顾和归纳现有的电压稳定分析理论的基础上,主要讨论了两方面的问题:一,电力系统微分代数方程的奇异诱导分岔(Singularity Induced Bifurcation,SIB);二,改善系统电压稳定性的发电机高压母线电压控制(High Side Voltage Control,HSVC)。 1、在简要介绍奇异诱导分岔概念的基础上,利用分岔理论,针对一个单机-单负荷简单系统,探讨了励磁放大倍数、电压控制点和励磁顶值等励磁参数对奇异诱导分岔点的影响。 2、提出了以与代数方程雅可比矩阵D_yg的零特征值相对应的左特征向量判断最近SIB发生方向的方法,据此调整系统的运行方式,可以使系统有效地避免这类分岔的发生。 3、从理论上在对变压器阻抗的补偿作用和对系统阻尼的改善两个方面,论证了高压侧电压控制对单机—无穷大系统静态和动态稳定性的影响,并与机端电压控制作了比较。理论分析表明,在重负载下,高压侧电压控制在改善系统的动态特性、提高系统的静态稳定极限方面都明显优于机端电压控制。 4、从简化的发电机模型出发,应用特征根方法分析HSVC对单机-恒功率负荷系统电压稳定性的影响。随后,从HSVC对升压变压器电抗的补偿作用的角度,对这种改善作用的机理进行了解释。通过一个多机系统算例的时域仿真验证了分析的正确性。 5、简要讨论了高压侧电压控制设计时应注意的过电压问题、同一母线下


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