电力系统暂态稳定性的分析方法的研究电力系统暂态稳定分析方法综述

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1、电力系统暂态稳定性的分析方法的研究电力系统暂态稳定分析方法综述摘电力系统暂态稳定性的分析方法的研究电力系统暂态稳定分析方法综述摘电力系统暂态稳定性的分析方法的研究电力系统暂态稳定分析方法综述摘电力系统暂态稳定性的分析方法的研究电力系统暂态稳定分析方法综述摘电力系统暂态稳定性的分析方法的研究电力系统暂态稳定分析方法综述摘要：随着电网规模扩大，电网动态特性更加复杂多变，发生由暂态失稳而引发的大停电事故更加频繁，因此加强对电力系统暂态稳定分析的研究具有重要意义。本文对目前电力系统暂态稳定分析方法的现有研究文献进行了调研和综述，指出了

2、现有方法的优点和缺点，同时提出了今后暂态稳定分析法的发展方向。　　关键词：电力系统；暂态稳定；稳定分析　　引言　　随着三峡电站的投产运行，全国联网、西电东送工程的实施，使得我国电网正朝着大电网、超高压、远距离、交直流并联输电方向快速发展。电网规模的扩大带来巨大经济效益的同时，也出现了新的技术问题，如：长距离弱联络线并列运行，形成输电瓶颈，降低了系统的稳定裕度，动态特性更加复杂多变。另外，电力市场竞争机制的引入，使得系统运行动态特性更加不可预测。同时，电网互联后，受扰动的影响而波及的范围会更广，更易引发大停电事故。研究表明，诸多

3、大停电事故是由于暂态失稳而引发的。而目前的暂态稳定紧急控制策略多基于预想事故集而制定的。缺乏有效的在线稳定分析软件是错失紧急控制时机，从而引发大停电事故的重要原因之一。因此，加强研究大电网安全稳定性分析具有十分重要的意义。　　1.暂态稳定分析方法评述　　电力系统暂态稳定是指系统突然遭受大扰动后，能从原来的运行状态不失同步地过渡到新的稳定运行状态的能力。目前暂态稳定分析的基本方法主要有如下几类方法：　　1.1时域法　　时域法是将电力系统各元件模型根据元件拓扑关系形成全系统模型，这是一组联立的微分方程组和代数方程组，然后以稳态工况

4、或潮流解为初值，求扰动下的数值解，即逐步求得系统状态量和代数量随时间的变化曲线，并根据发电机功角值大于某一特定阀值来判别系统能否在大扰动后维持暂态稳定运行。时域法具有广泛模型的适应性，但是由于需数值求解，计算速度慢；阀值的选取是通过工程实际经验得到的，缺乏理论依据；也不能给出稳定裕度。　　1.2.暂态能量函数法　　暂态能量函数法的理论基础是李亚普洛夫稳定性定理，因此也称为拟李亚普洛夫直接法(简称直接法)。该方法是通过比较扰动结束时暂态能量函数值与系统临界稳定时的暂态能量值来判别系统稳定性的。由于暂态能量函数法中不计算实际系统故

5、障后的发电机转子摇摆曲线，所以临界能量VCR都不是从临界轨迹获得的。由于临界能量VCR的确定方法不同,形成了不同的直接暂态稳定分析方法,国内外研究的比较多的暂态能量函数法主要有相关不稳定平衡点法(RUEP)、势能界面法(PEBS)、基于稳定域边界的主导UEP(BCU)法等。各种方法在计算VCR时的近似都会带来误差。　　(1)在RUEP法中，主导失稳模式的准确判别是有困难的。而且，实际多机系统的运动轨迹并不经过RUEP点，所以用RUEP点的势能作为VCR,也有一定的误差。　　(2)在PEBS法中，认为持续故障轨迹(代替临界轨迹)

6、与势能界面相交的一点就近似地等于UEP，以该点的势能作为该故障位置的临界能量。而这种近似是有条件的，因此会带来误差。　　(3)在BCU法中，是用经过主导UEP的恒值能量面(代替稳定流形)去近似出口点的。而且，与RUEP法类似，以偏差功率方程为零确定的主导UEP点的势能作为VCR是有误差的。　　总之，直接法无需数值求解功角摇摆曲线，计算速度快，能给出稳定裕度。但是一般模型较简单，分析结果偏保守或乐观，且只能判别首摆稳定性。　　1.3.混合法　　暂态能量函数法只考虑了简单模型的系统，对于复杂大系统的稳定评估无能为力，同时由于假设机

7、械功率不变，只能对首摆稳定做出合理的评估。而这些缺点正是时域仿真法的优势所在。因此，人们又研究了联合时域仿真技术与直接法的一种方法，即混合法。在混合法中实施数值仿真至故障清除时间以外如同通常的时域仿真，在仿真过程中运用PEBS上的近似出口点得到一种近似的能量裕度而无需计算UEP，因此该法能提供稳定裕度，从而又弥补了时域法的不足，混合法得到了较快的发展。由于该法是两种方法的联合，具有二者的优缺点。其工程应用主要有二个方面的问题：一个是计算速度。由于引入了时域仿真计算，必须提高整个系统的计算速度。一个是稳定裕度的准确性。混合法中结

8、合了直接法中稳定裕度的计算，直接法本身的一些近似和假设影响了稳定裕度计算的精度。　　1.4.扩展等面积(EEAC)法　　等面积法则从理论上较为完美地解决了单机－无穷大系统的暂态稳定评估问题，因此人们投入了大量的研究将其应用于多机系统中，其中以我国薛禹胜院士提出的EEAC法最为