磁暴对电力系统静态电压安全影响研究

来源 :华北电力大学(北京) | 被引量 : 0次 | 上传用户:myazx
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磁暴是全球范围内地球磁场的剧烈扰动现象,在电网中产生地磁感应电流(GIC)。GIC使得电力变压器进入半波饱和状态,导致无功损耗增加,从而影响电网电压稳定。随着电网电压等级的提高和电网规模的扩大,磁暴对电网安全运行的影响日益显著。本论文从系统电压稳定的角度,研究了磁暴对电力系统的影响,提出了基于静态电压安全域的电网磁暴灾害评估方法,主要研究内容和成果如下:(1)分析了磁暴对变压器等电气设备及系统运行的影响,构建了磁暴影响电力系统安全的灾害传播因果链。基于电网GIC模型和变压器GIC-Q损耗模型,建立了考虑GIC-Q扰动的电力系统潮流模型。为研究GIC-Q扰动下电网电压稳定提供了基础数据和理论支持。(2)提出了利用静态电压安全域的研究方法描述磁暴对系统产生的影响,给出了系统静态电压安全域的边界表达式,分析了在GIC-Q扰动前后安全域中状态变量的改变,构建了包含运行点到安全域各个约束边界的裕度信息模型。结果表明:该模型将电网的安全裕度细化到了系统中的每各节点,提供了运行点安全裕度的全景视图,直观地展现了系统的可调节裕度。(3)提出了基于超长方体安全域的磁暴灾害评价指标,利用方向距离和最小距离评价了 GIC-Q扰动的严重程度。分析了在GIC-Q扰动下UIUC 150系统的节点电压水平和线路功率变化,并验证了本文提出的磁暴灾害评价指标。结果表明:利用方向距离和最小距离可以有效地评价GIC-Q对系统的影响程度,为GIC风险评估与防治奠定基础。本文首次提出了利用电力系统静态电压安全域的研究方法进行磁暴灾害评估,刻画了各个节点对GIC-Q扰动的防御能力,在此基础上,提出了基于超长方体安全域的磁暴灾害评价指标,该指标可以有效地反映GIC-Q扰动对系统的影响,量化分析GIC-Q对系统的影响程度,为电网GIC灾害防治提供理论指导意义。
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