电力系统静态电压稳定分析中最大无功负荷的快速算法

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2、电压稳定分析中最大无功负荷的快速算法于辉,韩肖清(太原理工大学电气与动力工程学院,山西太原030024)FaetMethodsofReactiveLoadCalculationInPowerSystemStaticVoltageStabilityAnalysisYUHui.HANXiao-qing(CollegeofElectrical&EngineeringTUT,Taiyuan030024,China)摘要:提出了1种快速计算电力系统电压稳定临界点的最大无功负荷和线路最大传输无功的电力系统静态电压稳定性分析方法,通过对IEEE14节点系统计算仿真,结果证明该方法的有效

3、性.关键词:电压稳定;临界电压;最大传输负荷中图分类号:TM714.2文献标识码:AAbstract:Thispaperpresents3fastmethodtocal—culatetheindividualbusandlinemaximumpermissi—blereactiveloadinpowersystemstaticvoltagestabil—ityanalysis.TheresultsgivenfromIEEE14一bussys—ternsimulationshowtheeffectivenessofthemethod.KeyWords:voltagestabilit

4、y;criticalvoltage;maximllmtransmissionreactive电力系统中出现重负荷或事故将导致节点电压的偏移,极端情况将造成整个系统的电压崩溃.电压稳定的研究一直是中外学者关心的课题,近年来的一些电力系统电压崩溃的事故,使得该问题的研究在世界范围内受到更广泛的关注.对电力系统中节点最大无功负荷和关键线路最大传输无功的估计,可以得到在某种运行方式下各节点和关键线路无功负荷的裕度,对弱节点和线路采取相应的预防措施,能避免电力系统电压崩溃的发生.当前,在估计电力系统电压稳定极限方面的研究方法有牛顿一拉夫逊(NR)法,雅可比矩阵的最小奇异值法,参数灵敏度法,

5、改进的零特征根法等.本文基于潮流计算得到的节点电压和线路信息,对要分析的节点进行相应的等效,分析系统的电压稳定性.该方法能快速计算出节点电压稳定极限的无功负荷和线路的最大传输无功功率.1电力系统稳定性分析1.1线路最大传输无功功率的计算在图1所示的2节点简单系统中,,,为节点i和J的电压,P+Q和P,+Q,分别为节点i,J端功率,R+为线路阻抗.5JPiqQisj=g.qoj图12节点系统示意图则线路上从i流向的电流,可有2种表示:=;=c=.*收稿日期:2004—10—29修回日期:2004—11—04作者简介:于辉(1977一),男,广西资源人,硕士研究生,电力系统运行与控制

6、研究;韩肖清(1964一),女,山西太原人,教授,电力系统运行与控制研究.第1期于辉等:电力系统静态电压稳定分析中最大无功负荷的快速算法25综合2式并化简得:(8i一)一v20=(+)+(一).(1)设R+jx=ZZ6,,=—,将式(1)展开,并用Z,0来表示R,X,分离实,虚部有:cos~0一=PZcosO+QZsinO;(2)sin8o=sinO—QZcose.(3)将式(2),(3)化简,消去P,变形后可得:V+(sin8,cot0一cos80)Vi+(ZcotOcosO+Zsin0)Q,=0.(4)在式(4)中,要使该方程的根,也即的值为实数,应有:(sin8,cot0一

7、c0s,)V一4(Zcot0cos0+Zsin0)Q,三三=0,化简后有:sin0一sin00.(5)2——当不满足式(5),V,将出现复根,因此,式(5)等于零为电压崩溃的临界点,在临界点的Q,值即为该线路注入节点的最大无功功率.令式(5)等于零有:QJ一:(6)此时的节点的电压值即为临界电压值:Visin(8i,一0)2sin0(7)式中的0,X,的值都可以通过潮流计算或从已知条件中得到.1.2节点最大无功负荷计算在电力系统电压稳定分析中,系统的任意1负荷节点都可以等值为1个