基于模态技术和Q-U曲线的一种电压稳定性指标

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1、维普资讯http://www.cqvip.com第34卷第6期继电器V01．34No．62006年3月16日RELAYMar．16，200621基于模态技术和Q—u曲线的一种电压稳定性指标韩光，丁晓群，刘小渡，冯磊(1，河海大学电气工程学院，江苏南京210098；2．山东泗水供电公司，山东泗水273200)摘要：结合电力系统自身的特点和要求，利用稳态运行情况下电力系统中的信息，采用模态分析技术和CPF法得出关键节点的Q—U曲线和临界电压。并在此基础上，利用一个新的电压稳定性指标([，／(／．)，来分析故障情况下系统的电压稳定性。用IE

2、EE39母线系统进行了仿真计算，结果表明该方法计算速度快，准确性好，适用于在线电压稳定性分析。关键词：电压稳定性指标；模态分析；连续潮流法中图分类号：TM71文献标识码：A文章编号：1003-4897(2006)06-0021-03个模式中的参与程度，以及在此模态下各节点的灵0引言敏度。其右特征向量中的最大元素指示最灵敏的电近年来，国内外发生过多起与电压稳定性相关压幅值(关键节点)，左特征向量中的最大元素对应的事故，使得电压稳定性问题日益受关注。许多学了无功功率注入的最灵敏方向(关键发电机)。将者用不同的方法构造出多种电压稳定性指标来

3、研究某一模态下的参与因子定义为对应的左特征向量和电压稳定问题。文献[1]从传统的牛顿拉夫逊潮流右特征向量的乘积。(NR)法来估计电力系统电压稳定极限；文献[2]提=，l叩(1)出了衡量节点电压的奇异值法；文献[3]在文献[2]式中：为某一模态；为右特征向量；叩为左特征的基础上，利用静态等值方法求出电力系统等值参向量。数，并对单个负荷节点进行电压稳定性分析，比较后i模态下，节点的参与因子值越大，表明此节点得出最小奇异值；文献[4]将灵敏度指标分为状态处电压一无功的灵敏度越大，越容易从此节点开始变量指标和输出变量指标，并给出了统一的计算方

4、电压失稳。法；文献[5]在线路稳定因子的基础上，利用电压方模态分析一般有两种失稳模式，一种模式为局程的有解判别式，提出了三种适用于就地电压控制部失稳模式，只有少量节点有大的参与因子，所有其的节点电压稳定指标；文献[6]提出了一种基于网他节点的参与因子接近于零；另一种为全局失稳模损灵敏度的二阶指标。式，许多节点具有小但是类似的参与因子。本文结合电力系统自身的特点和要求，将模态本文将全局模式下的最小特征值和在此模态下分析技术和Q—U曲线结合起来，得出关键节点的最大参与因子所对应的节点作为关键节点。对临界电压，利用一种新的(U／U)指标，对

5、故障情IEEEIO机39节点系统进行仿真计算，分析系统在况下的系统稳定性进行分析，当其值低于阈值时，就稳态和两种故障情况下的关键节点。认为系统是不稳定的，需要采取一定的电压预防／校1．2Q—U曲线正控制措施。当系统处于临界状态时，常规的潮流计算方法是不收敛的。为了求出临界点的极限电压和极限功1新的电压稳定性指标率，克服接近稳定极限运行状态时的收敛问题，本文1．1模态分析利用连续潮流(CPF)法来求解。从初始的稳定工作模态分析，¨技术是利用系统静态模型，从电点开始，随着负荷的缓慢变化，不断求解潮流方程，压和无功的关系来分析电压稳定性的。

6、通过计算雅从而绘制出完整的Q—U曲线。它通过增加一个未可比矩阵的特征值及其左右特征向量，每一个特征知数和一个方程形成n+1维的扩展雅可比矩阵，使值与电压／无功功率变化模式相关，其特征值的大小得新矩阵在原雅可比矩阵奇异的地方不再奇异，从提供了距离电压不稳定的相对量度，而特征向量用而得出临界电压和极限功率。来描述模态，它提供关于网络元件和发电机在每一连续潮流基本方程为：维普资讯http://www.cqvip.com22继电器．厂()+Ab：0(2)态分析，得出全局模式下的最小特征值。三种情况其中：∈R．f()为n维函数向量；为负荷增长方

7、下对应的最关键节点都为l2号节点。可见在故障向，∈R；A为实参变量，从物理的角度说，它实际情况和初始稳态时，最关键节点的变化不大，故可以上在一定程度上代表着系统的负荷水平。选取稳态时的最_炎键节点作为分析节点。见表1。详细的介绍见文献[8]。由于无功和电压联系表1三种情况下的参与因子Tab．1Participationfactor’Softhreeconditions紧密，所以本文采用了Q—U曲线进行分析，通过CPF法的求解，得出关键节点的临界电压1．3电压稳定性指标电压稳定性指标是对系统接近电压崩溃程度的一种度量，根据定义的指标米确

8、定系统存某一故障下是不是电压稳定。从表l中，选取初始稳定状态下的l2节点作为本文所提出的电压稳定性指标是将故障情况下关键节点。的电压和临界电压比值的平方，即(U／U)作为衡2)Q—U曲线量电压稳定性的指标，取平方是为r将