计及保护的电力系统暂态稳定性评价的研究

【摘要】： 随着电力系统容量的不断增长,电力系统暂态稳定性成为电力系统规划、运行和调度中要考虑的重要问题。但以往的暂态稳定分析中很少关注保护动作特性对于电力系统暂态稳定性的影响。实际上在电力系统运行的过程中会出现故障或不正常运行状态,而继电保护正是将故障元件从电力系统中切除,处理不正常的运行情况,确保电力系统安全稳定运行的主要装置。而且当一个大的扰动被清除,在随后的暂态过程中,系统中的电压和电流经常会出现较大的波动,这就有可能导致的继电保护跳闸,使原本稳定的系统变得不稳定,从而引发更多的不可预测保护连锁动作,其后果是极其可怕和严重的。因此在电力系统暂态稳定性研究分析中计及保护的动作特性是很有意义的。本文针对以上问题进行了研究分析,具体工作内容如下: 本文首先提出了电力系统临界割集的辨识新方法。本文提出把故障后系统势能最大点处的最大支路势能的支路,作为最脆弱线路,然后以包括最脆弱线路形成脆弱割集备选集,并结合综合指标法,选出脆弱割集。本文把新方法对两个算例进行了计算,并与其它方法进行了对比,结果表明该方法是有效的,且无需人为准备临界割集的侯选集,计算简单,方便。 在找到临界割集以及最脆弱支路的基础上,本文进一步提出了计及保护的电力系统暂态稳定性评价的临界能量计算新方法。该临界能量为故障后系统轨迹刚好与关键线路上相应保护动作面相切时系统所获得的能量。本文提出采用势能梯度在关键保护面上的投影作为搜索方向,通过控制变量—即发电机角度及角加速度求解相应的网络节点电压及角度来使潮流方程得到满足。此方法无需进行大规模求逆计算,具有很好的收敛性,算例表明,本文所提出的新方法在收敛性及准确性上均优于两阶段法。