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电压稳定问题是现时电力系统重点研究课题之一。随着社会和经济的发展,电力系统的规模和结构也在发生变化,并且输电模式也由传统的高压交流输电转换成交直流混合输电。直流系统控制方式的多样化和运行的复杂性使得系统的电压稳定问题更显得突出,也为电压稳定的研究带来了新的挑战。正确评估交直流混合系统的安全稳定性,保证系统具有足够的功率裕度以防止电压崩溃,具有很现实的意义。
本文首先简要阐述了研究电压稳定问题的必要性和意义,以及该问题的研究现状,列举了目前进行电压稳定研究的各种方法,并介绍了本文的主要工作。
基于简单电力系统模型,推导出了电压稳定研究中的一些基本结论,明确了静态电压极限就是负荷节点的功率极限的基本概念,并且介绍了求取电力系统功率极限点的常用方法,重点介绍了连续潮流法。
以前面内容为基础,文中讨论了基于改进局部参数连续法求取系统最临近功率极限点的原理。改进的局部参数连续法采用Lagrange二次插值技术,能够实现连续法计算过程中自动变步长功能,成功地解决了步长选择困难的问题。给定负荷的增长方向,使用连续潮流法求得的功率极限点不能保证是在所有增长方式下的最临近功率极限点,结果往往偏乐观,计算系统的最临近功率极限点能够计算出稳定域中,系统的最恶化负荷裕度。基于常规连续潮流法计算系统的最临近功率极限点往往要迭代很多次,且不能精确求取功率极限点,基于改进局部参数连续法能够快速、精确地求出系统的最临近功率极限点和系统负荷的最恶化增长方向。
本文还将上述方法应用到了交直流混合系统中。计及换流变压器抽头的动作和直流系统运行方式的转换,基于改进局部参数连续法能够快速准确地求出交直流混合系统的最临近功率极限点和最恶化的负荷增长方向。基于此,本文还分析了影响交直流混合系统稳定极限的并联交流子系统和并联直流子系统中的因素,讨论了为提高混合输电系统的稳定极限,交流子系统和直流子系统各自应该采取的措施,以及各种措施对提高系统稳定极限的影响程度,着重指出了系统甩负荷措施是防止系统电压崩溃的最后一道防线,不能过早使用。
最后本文采用IEEE-5、IEEE-30、IEEE-118标准算例系统和简单交直流混合系统算例系统对本文结论进行了分析验证,计算结果证明了本文算法的有效性。