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大型互联电网潮流自动调整方法研究

洪峰  
【摘要】:我国近年来经济快速发展,用电量急剧上升,一方面导致电网规模不断扩大,另一方面导致电网的负荷水平越来越重,电网方式安排及方式分析过程中潮流计算不收敛的情况发生的愈发频繁。目前,潮流计算不收敛后的调整工作主要由工作人员根据经验手工完成,而巨大的电网规模,造成手工调整过程工作强度大、效率低。因此,研究潮流计算不收敛发生后的自动调整方法,将大大降低工作人员的工作强度,提高电网分析过程的自动化水平。鉴于此,本文选择大电网潮流计算调整问题及弱互联大系统联络线潮流波动为主要研究方向,着重研究潮流无解调整的实现方法、大规模电网合理性调整方法、弱互联大系统联络线潮流波动特性等问题。 提出了基于电网输电特性的潮流无解调整方法。该方法采用降低负荷水平的方法寻找系统近似潮流解,基于近似潮流结果选择调整手段,还原恢复系统负荷水平,达到潮流无解调整的目的。在寻找调整手段时应用电网的Pδ、PV及QV曲线,通过这些曲线的斜率特点辨识系统的薄弱点,并通过灵敏度指标确定调整手段,消除系统的薄弱环节。通过36节点算例和一个省网算例对方法求解过程进行了分析。 提出了基于参数空间有解边界法方向的潮流无解调整方法。传统的基于参数空间的潮流无解调整方法首先找到距离初始状态最近的有解状态点,再根据实际运行要求选取调整手段,调整过程较为复杂。论文中提出的方法在调整的迭代过程中考虑实际运行中的约束条件,大大减少了计算量,更适合在大规模系统中应用。介绍了传统的基于参数空间的潮流无解调整方法和内点法潮流无解调整方法,并在算例中与有解边界法方向潮流无解调整方法进行了比较分析。最后,分析了调整方法在波兰2383节点系统算例中的应用情况。 论文把合理性调整问题转化为一个不定方程组的求解问题,提出了基本潮流方程与潮流调整方程交替迭代的求解算法。与优化算法相比,该方法计算量非常小。其计算规模和收敛性都与常规潮流计算相当,因此可以在实际大系统中得到应用。另外,该算法对于初始潮流是否有解没有特殊的要求,可以根据初始的负荷水平情况,得到符合要求的系统潮流,把潮流无解调整过程和合理性调整过程结合到一起。波兰2383节点系统算例验证了算法的有效性和收敛性。 系统临界状态下寻找系统薄弱点是潮流无解调整方法的关键。论文借鉴了静态电压稳定分析中的局部指标分析的思想,对系统局部等值方法进行改进,根据局部系统功率注入节点的不同类型分别等值。引入了雅克比矩阵特征值这一全网静态电压分析指标,采用局部等值后系统的雅克比矩阵最小特征值作为衡量局部系统接近极限程度的指标。算例表明了该指标能够准确辨识系统薄弱点。 论文结合电网实际振荡过程分析了大扰动下(切机、直流闭锁等)联络线功率波动的特点,对联络线功率波动峰值进行了理论推导,分析影响联络线功率波动峰值的相关因素,指出联络线两侧系统电磁功率突变量的差值和两个联网系统的转动惯量是影响联络线波动情况的主要因素。最后,结合算例应用转移比的概念探讨了大扰动后联络线功率波动峰值的相关规律。


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