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电力系统故障引起的电压暂降分析方法研究

常学飞  
【摘要】: 随着现代科技的进步和国民经济的发展,电能质量问题受到供电部门和用户的普遍关注。其中,由系统故障引起的电压暂降,是导致敏感设备不能正常工作的主要原因,造成了严重的经济损失。因此,本文主要研究电力系统故障引起的电压暂降分析方法,为改善电压暂降状况提供依据。 目前有两种公认可行的电压暂降分析方法:临界距离法和故障点法。针对它们的缺陷,本文提出一种基于节点阻抗矩阵的电压暂降解析计算方法。推导了系统三相短路、单相接地短路、两相短路以及两相接地短路等短路故障时,各母线节点电压暂降对每条传输线故障距离的解析式。根据电压暂降对传输线故障距离的解析式,可以计算得到系统各处发生各种类型的短路故障时,各节点的电压暂降幅值及相位跳变。该方法利用电压暂降函数解析式的连续性,克服了故障点法盲目地设置离散故障点的缺陷。 本文利用电压暂降解析计算方法进行凹陷域分析,提出了一种精确确定电压暂降凹陷域的新算法。该算法首先根据电压暂降幅值对传输线故障距离的解析式,初步确定与所设定临界电压相对应的凹陷域,然后考虑电压暂降持续时间、相位跳变等因素影响对凹陷域进行修正,从而最终确定凹陷域。以IEEE39节点系统为例,计算与所设定临界电压相对应的临界故障点,并与传统故障点法得到的结果进行比较,证明了所提方法的精确性。 凹陷域分析是确定所关心节点在系统各处故障时的电压暂降情况;相反地,可以分析系统中某点发生故障时,各节点的电压暂降情况。利用电压暂降对传输线故障距离的解析式,计算可得该点故障时各母线节点的电压暂降幅值及相位跳变。 在简单故障时系统电压暂降分析的基础上,进一步研究系统双重故障时的电压暂降情况,给出了双重故障时系统电压暂降的一般计算分析方法。利用电力系统仿真软件PSCAD/EMTDC对IEEE39节点系统进行仿真分析,计算得到三种类型双重故障时系统各节点的电压暂降幅值,得出双重故障引起的电压暂降的一些有意义的结论。


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