电压稳定性在线评估与紧急无功补偿控制研究

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1、大连理工大学博士学位论文电压稳定性在线评估与紧急无功补偿控制研究姓名：魏庆海申请学位级别：博士专业：机械电子工程指导教师：邹积岩20040401大连理工大学博士论文电压稳定性在线评估与紧急无功补偿控制研究摘要当电力系统运行在重负荷情况下，受到设备投切、系统故障等干扰时，某些节点电压跌落就会出现电压不稳定，它们开始是局部现象，但是能够发展成为波及到广阔区域的电压崩溃，造成系统大面积停电事故。电压不稳定性成为独立的研究课题的原因就是已经出现了许多“电压不稳定性"的事例。电压稳定性问题的研究应包括预测复杂电网中的电压崩溃，识别对电压不稳定敏感的弱电压节点或弱电压区域；决定

2、临界电压水平和预想事故选择；识别影响电压崩溃的关键因素及其灵敏度，提供对系统特性的深入认识，以帮助系统研制校正性控制设备，提高系统电压稳定性；为防范电压崩溃的发生，确定系统的无功储备、无功补偿装置的应用指南以及系统无功电源之间的协调控制等多方面问题的研究。随着电力系统的发展，电压安全性的实时监测系统的建立势在必行。为了让运行人员准确、直观地掌握当前系统稳定状况，在制定电压稳定性指标时，线性度成为主要指标。对于状态指标来说，一阶指标无法获得很好的线性度，因此，本文提出基于网损灵敏度“二阶型"线性度的电压崩溃点快速逼近算法，使得电压稳定裕度的在线分析简捷、物理意义清晰、

3、计算快速，经过仿真分析，证实了其有效性和实用性。并且与快捷计算网络电压弱节点的切向量技术相结合，‘作为在线评估分析的基本方法，提出电力系统电压稳定性在线评估系统的总体构想和基本组成框架，为电力系统电压安全性的实时监视提供一个有效途径。当电力系统趋向于短期电压不稳定时，靠近负荷中心的无功支撑是基本的，考虑的无功支撑应该能够在所考虑到的最坏的情况下使系统恢复到稳定平衡点。本文在系统中装设ASVG以维持电力系统电压稳定，为了降低系统的综合费用进行了无功电源的优化配置的研究。以系统状态变换过程中所增加的附加费用和运行费用最小为目标函数，采用基于迁移策略的多种群遗传算法实现，

4、同时采用的算法是全局优化，避免了Benders分解法可能出现的不收敛问题。仿真结果表明规划方法的有效性，可以实现在保证系统安全水平的前提下，在适当的位置装设ASVG，降低了系统的综合费用。·作为事故紧急无功补偿设备控制水平是能否达到预期目标的重要环节。本文针对系统对于ASVG在系统受到干扰的情况下所承担的任务的要求，对ASVG的i捅要控制分成了三级，无功需求控制、脉冲控制以及系统控制等。针对系统对于ASVG多目标控制中的目标之间在系统受干扰恢复期间存在一定的矛盾，提出在ASVG控制目标之间以及ASVG与发电机励磁系统之间采用协调控制策略，以利于系统的暂态稳定的要求。

5、仿真结果表明，协调控制比独立设计的控制策略取得更好的控制效果。本文对辽宁电网2002年运行状况进行了统计分析，并针对辽南地区电网与系统联系相对较弱的结构特点，设定几种较大的干扰，采用中国电力科学研究院的综合稳定程序进行了仿真计算。结果表明辽南地区电网在重负荷情况下，存在电压崩溃的隐患，目前采用的稳定电压的措施是低压切负荷来保证系统的稳定性。在研究中设计在辽南电网装设ASVG作为紧急无功补偿电源，经过数字仿真表明在事故恢复过程中进行快速无功补偿，阻尼系统振荡和精确调整系统电压，来维持受到干扰时系统的无功需求，可以保证系统的电压暂态稳定。关键词：电压稳定性；电压崩溃；电

6、压稳定实时监视；遗传算法；协调控制；切向量技术；网损灵敏度大连理工大学博士论文玎帅STIGATIoNoNoN．LINEVoLTAGESTABILITYASSESSMENTANDEMERGENTREACTIVEPoWERCoMPENSATIoNABSTRACT111ephenomenaofvoltagecollapsehavebeenobservedinmanycountriesandhavebeenanalyzedextensivelyinrecentyears．Vlcqlenthesystemoperatesunderheavyloadingconditions，

7、ifdisturbed，thevoltagedropsatcertainbusescouldinvolvevoltageinstability．ThisinstabilityCanresultingenerationtrippingwhichalsocausessystembreakdown．Therelevantliteraturehighlightsthatthemainfactoraffectingvoltageinstabilityistheinabilityofthesystemtobalancethereactivepowerdemand．Volta