动态电力系统二.ppt

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1、动态电力系统SVC：Static Voltage CompensationlSVC：受电压控制的并联补偿装置l一般，SVC装设在中压网，通过对高压网的电压测量控制并联导纳-母线电压l昂贵成本快速响应效果对暂态功角稳定和快速电压稳定l极限情况下，是常规的电容器或电抗对电压稳定不利不如极限状态下的发电机和调相机。有载调压器 l(U)LTC:(Under)Load Tap Changerl变压器的作用：从负荷端来看，电网具有恒定电压!l电网中的主要变压器有：配电变压器(=110kv)高压/中压变压器(=220kv)联络变压器，超高压/高压变压器(500kv)发电机升压变压器l第一类变压器：影响负荷的

2、动态特性l后三种变压器对网络特性有影响lLTC的电压控制作用是缩短电源和负荷的距离系统的电源和负荷的电气距离较远，没有LTC的就不可能运行。l多级LTC控制电压，原理是一样的。各级LTC的动态特性的互相影响对稳定有很大的影响。（see 典型故障）简单事例 lG2：远方电网lG1：地方电厂G22P+jQG11BMPC2VC121电压崩溃的简单事例电压崩溃的简单事例（2）lSystem stress under power wheeling防止电压失稳的措施l规划（几十年，几年）电源，线路，配电，（负荷?）l运行规划（年度，季度，周，天）检修安排，紧急检修，（负荷）l在线/实时运行安全监视，预防控

3、制，校正控制P-V 曲线l选定负荷和发电机出力的增加方式和方向，决定基态与电压失稳的距离.l增加负荷和发电机出力是评价电压稳定最常用的方法 P-V 曲线l随负荷变化的发电出力分配方式 系统负荷增加有多方面的因素负 区域交换也可能增加，从远方发电机和邻近电力网获取的功率增加，负荷上升的方向还包括节点负荷的分配因子和发电机出力的分配计划等l出力增加的方式与所研究的问题的时间间断有关 P-V 曲线l用包括了控制方式的全潮流，包括系统状况加重时非线性环节的作用，当潮流计算发散时，就得到电压稳定极限l所增负荷的特性可能与基荷的特性不同l实际消耗的功率或负荷的名牌值 P-V 曲线l得到的电压裕度指标具有物

4、理量纲(MW)l曲线的下半部主要对机理研究有意义，对实际系统没有什么意义lPV曲线显示：参数对负荷的灵敏度，如节点电压，稳定裕度l潮流发散也可能是因为数值问题引起的P-V 曲线l如何控制增加功率的步长l计算一条曲线可描述系统稳定的情况l即使在大步长的方式下，用快速分解法也可解接近崩溃点的潮流l可以用连续潮流法连续潮流法得到曲线P-V 曲线l可以用准稳态法计算得曲线l可以在PV曲线的各点，进一步进行小扰动分析l可以进行故障前后的曲线比较P-V 曲线考虑发电机无功极限PA负载极限VV-Q 曲线lV-Q曲线曲线:是经典的基于潮流的方法，可处理发散问题，在收敛性不好或发散的情况下获得解(VQ方法是连续

5、潮流的一个特例).在选择的节点加入一台虚拟调相机保持节点电压，改变后者的电压值，可以计算得节点的VQ曲线.V-Q 曲线ABCDQ1VV-Q 曲线l表示节点电压随节点负荷的鲁棒性.l表示负荷节点电压和需要补偿的无功功率的关系.l在稳定的情况下，VQ曲线上调相机输出为零的点即为电网的解.l曲线表示了某节点的无功裕度(曲线1：A),在什么电压值失稳(曲线1：B)V-Q 曲线l运行点母线电压对无功的灵敏度(曲线1：斜率D)l十分容易在潮流计算中包含此计算功能l发电机无功极限、变压器变化等非线性环节可以包括在内l负荷的电压特性可以包括在内V-Q 曲线l可以确定恢复某个运行点或取得某个电压值所需要的无功补

6、偿.注意最少的补偿量不在底部(曲线3:B)而在（QV曲线与补偿装置特性曲线的）切线(曲线3:B)上，这说明与无功补偿装置的特性有关.l主要的缺点是它以不切实际的方式加重系统的运行状况(每次只有一个节点)l曲线的有效部分在电压为0.900.11之间，在这之外模型不准确V-Q 曲线l虚构调相机的安置点的选择需要判断和电网知识,从理论上来说，它应该装设在系统电压的薄弱点.决定方法可以是：加重系统的运行，识别对应Jacobian阵的零特征值的特征向量的最大分量l对于不同的扰动，系统的电压薄弱点不同l对一个节点，进行多次潮流才能画出曲线，因而计算速度慢V-Q 曲线l必须进行多次QV曲线计算才能获得系统状

7、况的真实面貌l对于特殊的电网，如放射性电网，决定弱地区十分方便，但在网状的电网中，就不是易事了，其中一种方法是计算各点的QV曲线，将具有相近无功储备的点归为一群，从而识别可能的电压失稳区域.l可以进行故障前后的曲线比较Q3B3QVBV-Q 曲线l不同负荷模型下的曲线比较l周围负荷变化后的曲线比较潮流计算潮流计算 应用场合：l常规潮流计算lVQ曲线lPV曲线l长过程电压稳定分析潮流：模型l模型的电压和频率适用范围l平衡机的出力、地理变化l注意，平衡机对研究问题的影响l发电机出力的分配l增加负荷和出力的方式潮流方程l节点方程 其它（控制）方程：AGC二级电压控制发电机定子电流控制发电机转子电流控制

8、变比控制HVDC线路SVC控制l实际计算时，使用基于功率的网络方程，通用形式为：l常规讨论：lY阵属稀疏矩阵l常规节点类型：PQ，PV和平衡节点l发电机无功极限的处理常规讨论Y阵属稀疏矩阵常规节点类型：PQ，PV和平衡节点发电机无功极限的处理牛顿法牛顿法 l最通用和可靠的算法l非线性潮流方程：Jacobian阵：l注意变量的排列方式有利于主对角占优l在PV和QV曲线的nose点，J阵奇异l在PV和QV曲线的nose点，灵敏度值改变符号初始值选取：l平启动：V1j0l直流潮流l快速分解潮流迭代修正方程：Jacobian阵作为灵敏度阵l文献讨论一些常规的潮流灵敏度分析l常用于电压和无功的分析，但需

9、谨慎。l线性化的矩阵的分析只适合变化较少的范围l发电机负载越限后，灵敏度可能发生剧变l对在线电压安全分析来说，具有吸引力l可讨论的问题：怎么区分潮流无解和潮流发散的问题 快速分解法快速分解法 请自己阅读讲义连续潮流法：连续潮流法：l在崩溃点，潮流Jacobian阵奇异,常规潮流计算法发散；l连续潮流法重新形成潮流的方式，使得在任何可能的负荷状态下，Jacobian阵变为非奇异。l有多种参数化的方法，基本方法是预估校正的迭代过程。GV负荷ABDFECl从已知解(A)出发，按切线方向（行列式向量）预估随固定的负荷增加方向的新解(B)l在校正步，用常规潮流法，确定固定负荷下的解(C)l用新的行列式向量决定新的负荷增量下的运行点(D)l如果新估算的负荷在最大负荷之外，校正步中的常规潮流将发散l这时选定某一点电压(?)在预测值，计算负荷量(E)l为了获得准确的电压稳定极限值，需要进行多次计算l绕过极限点后，又可以用常规的潮流计算下半段曲线l基本算法的问题：如何选定节点和其电压值如何确定电压的下降幅度如何确定连续潮流下的发散问题最优乘子潮流法：最优乘子潮流法：l自读讲义和zbml在牛顿法的校正式中引入一个松驰因子，使得功率偏差量最小，在潮流无解的情况下，收敛到最小功率偏差量。l使潮流问题变为一个优化问题l进行灵敏度分析