基于奇异值法的电压稳定弱节点研究

奇异值法作为静态电压稳定分析方法已广泛应用于电力统的稳定分析。比较了3种基于奇异值法的电压稳定指标,用于确定系统的弱节点。第一种方法基于系统最小奇异值的左、右奇异相量的参与因子;第二种方法基于系统最小奇异值的灵敏度;第三种方法基于单个PQ节点的最小奇异值。以IEEE30节点系统为例,在考虑负荷功率因数不变且等比例增长的情况下,用3种方法分析了系统的稳定裕度并确定了系统的弱节点区域。算例表明,在系统接近临界状态时,3种方法的结论一致,与前2种方法相比,第三种方法物理意义明确,计算量小,实用性更高。     

电力系统电压安全灵敏度的分析方法研究

针对目前的电力系统薄弱节点识别方法普遍存在难以适应互联大电网电压稳定计算和分析的问题,提出一种基于当前状态下的电压安全灵敏度分析方法。利用雅可比矩阵数学模型建立了评价节点薄弱程度的指标,对补偿前后的节点系统电压偏移量进行比较分析,依据薄弱节点的排序来确定系统的无功补偿方案。以IEEE14节点系统为例进行电压安全灵敏度计算分析,结果表明,所提出的薄弱节点指标能有效提取系统的薄弱节点,在薄弱节点进行无功补偿时系统电压幅值提高最大。     

基于局部电压稳定指标的裕度灵敏度分析及应用

提出一种基于局部电压稳定指标的裕度灵敏度分析新方法。以局部电压稳定指标为基础推导出负荷节点电压稳定裕度,该裕度具有确定的上、下界,且不受负荷增长方式影响;利用负荷节点电压稳定裕度有效识别了系统电压弱节点和弱节点集合;定义局部电压稳定指标的裕度灵敏度,确定与弱节点集合强相关的负荷节点,分析弱节点集合邻域节点无功波动对弱节点集合电压影响程度;最后将所提方法应用于系统无功补偿装置配置中,典型系统的仿真结果证明了所提方法的可行性和有效性。     

电压安全域的最小负荷裕度计算

为了评估系统电压稳定性,提出电压安全域的最小负荷裕度算法.该方法在压缩网络的基础上利用降阶雅可比矩阵最小特征模式的参与因子得到最薄弱的负荷节点.利用矩阵部分求逆算法得到对薄弱负荷节点电压灵敏度最小的发电机节点,并将其作为新增负荷的功率平衡节点,利用选出的最薄弱负荷节点和发电机节点形成初始的功率增长方向,通过连续潮流算法得到电压安全域的最小负荷裕度.无功不足引起电压崩溃这一重要因素在算法中得以体现.通过IEEE多个算例仿真以及与相关文献算例结果对比验证了所提出算法的正确性和有效性.     

综合灵敏度和静态电压稳定裕度的直流受端交流系统电压薄弱区域评估方法

提出综合无功-电压灵敏度与静态电压稳定裕度的直流受端交流系统电压薄弱区域评估方法,并在灵敏度及静态电压稳定计算中计及了负荷静态电压特性。以计及负荷静态电压特性的交直流电力系统潮流方程为基础,计算交流节点电压相对于直流落点无功功率的灵敏度;基于连续潮流法,计算计及负荷静态电压特性的直流受端交流系统静态电压稳定裕度,综合这2个指标识别电压薄弱区域。并进一步地比较了不同ZIP负荷占比、不同直流控制方式对直流落点近区交流系统电压薄弱区域评估的影响。     

基于功率传输路径的在线电压稳定性评估新方法

电压失稳本质上是一种局部现象,系统的电压稳定程度可以由最易于电压失稳的功率传输路径的电压稳定性来表征。文中应用局部电压稳定性指标确定薄弱负荷节点,并借助电气距离信息,从无功、有功传输路径两方面确定路径参与节点和关键功率源点,得到系统功率传输的薄弱路径集,通过等值判别最弱功率传输路径,将该路径的电压稳定性指标与关键发电机的无功储备指标相结合,评估整个系统的电压稳定程度。新英格兰10机39节点算例系统的仿真结果表明,该方法速度快、精度高,适合于在线应用。     

无功补偿对静态电压稳定的影响

基于对临界电压和临界功率在静态电压稳定极限的作用的分析，本文提出以系统或节点所能承受负荷功率变化的能力来衡量无功率补偿对电压稳定作用的观点．从而得出无功补偿有利于系统电压稳定的结论，文章特别讨论了并联电容器的作用，指出当并联电容器用作无功补偿的同时增大节点负荷的无功注入时，其结果会导致潮流方程雅可比矩阵的奇异点及其对应的最小模特征值过零点与极限功率的临界点可能不一致，但它只会影响潮流的收敛性．在总注入不变前提下并不影响系统的静态电压稳定极限，然而从负荷角度来讲它抗拒扰动的能力加强了，因而并联电容对电压稳定是有利的．     

广西电网电压稳定情况研究

运用奇异值、灵敏度和连续潮流等分析方法,对广西电网在典型接线方式、典型负荷状态下的静态电压稳定性进行分析,指出电压稳定薄弱节点、薄弱线路和薄弱区域,提出包括调整主网变压器分接头在内的提高电压稳定性的措施和方案.     

衡量节点电压稳定的奇异值和稳定指标

提出了衡量节点电压稳定的奇异值法，与衡量系统电压稳定的奇异值法相比，具有物理概念明确，计算量小的特点；通过对几种具有一定普遍性稳定指标的分析，总结了这一类指标的特点，讨论最小奇异值表示的电压稳定裕度指标和物理量表示的电压稳定裕度指标间的关系；最后，就雅可比矩阵奇异，负荷功率极限和电压失稳临值间的关系进行了探讨。     

衡量节点电压稳定的奇异值法和稳定指标

提出了衡量节点电压稳定的奇异值法，与衡量系统电压稳定的奇异值法相比，具有物理概念明确、计算量小的特点；通过对几种具有一定普遍性稳定指标的分析，总结了这一类指标的特点；讨论了最小奇异值表示的电压稳定裕度指标和物理量表示的电压稳定裕度指标间的关系；最后，就雅可比矩阵奇异、负荷功率极限和电压失稳临界值间的关系进行了探讨     

计及感应电动机负荷的电力系统在线电压稳定指标

在任意时间断面上可以从某一负荷母线向系统看进去，将整个系统等值为一个电压源经输电线路向所研究的负荷母线供电的两节点系统，在此基础上计及动态感应电动机负荷，提出了负荷母线在线小干扰电压稳定指标。利用实时等值得到的系统等值电势和阻抗，经过简单的计算，可以得到被监测负荷母线的电压稳定指标。将系统中所有负荷母线的最小指标值作为该系统的电压稳定指标，该最小值所对应的母线为系统中的最薄弱母线。系统电压稳定指标与临界值0之间的距离反映了系统的电压稳定裕度。EPRI-36系统的数值仿真结果验证了该指标的有效性和准确性。所提出的指标克服了以往在线应用中基于潮流模型指标的不准确性问题，计算量小，适合于电力系统在线电压稳定分析与监测。     

含静止同步串联补偿器的电力系统电压稳定性奇异值分析法及指标计算

提出了一种静止同步串联补偿器(static synchronous series compensator,SSSC)混合模型,推导了电力系统中加入SSSC模型后的潮流方程。在潮流计算和奇异值分解的基础上,构建了基于SSSC混合模型和奇异值分解的电压稳定性弱节点判别指标及最危险负荷增长方式指标。利用奇异值分析法,深入分析了在负荷平均增长和最灵敏节点负荷增长2种情况下,SSSC对电力系统电压稳定性的影响。研究了采用弱节点判别指标和最危险负荷增长方式指标确定系统最薄弱节点和负荷增长最快节点的方式。证明了在系统最薄弱节点和负荷增长最灵敏节点线路中加入SSSC后能提高电力系统电压稳定性。对IEEE14节点系统进行了仿真计算,验证了所构建的SSSC混合模型以及2个电源稳定性分析指标的可行性、有效性和适用性。     

电网戴维南等值参数的快速计算

提出一种电网在基态和N-1状态下戴维南等值参数的快速计算方法,并在此基础上对负荷节点进行电压稳定分析。通过推导的非线性方程组,运用电网基态和N-1状态下的节点电压和电压灵敏度的数值,可求得2种状态下的戴维南等值参数。不同于两点潮流或其他多点潮流方法,该方法只需要给定运行点的节点电压和节点电压灵敏度数据,计算简单快速。利用求得的等值参数可求得该节点的阻抗模指标和最小奇异值来快速分析负荷节点的电压稳定性。IEEE14和IEEE118节点系统的计算仿真验证此方法的正确性和实用性。     

基于源-荷功率动态匹配的海上平台电力系统静态电压稳定分析

对海上平台电力系统进行静态电压稳定分析是保证其安全性、可靠性的前提.针对海上平台电力系统多平衡节点特征,基于透平发电机组和旋转负荷群的源-荷特性建立计及源-荷功率动态匹配特性的扩展连续潮流模型;针对海上平台电力系统的机组小容量特征和旋转负荷的生产要求,基于机组出力和节点电压的限值确立静态电压稳定分析边界约束;推导扩展连续潮流增广雅可比矩阵,提出基于牛顿-拉夫逊法的静态电压稳定分析方法.对某海上平台电力系统的静态电压稳定分析结果表明,与传统牛顿-拉夫逊法相比,所提方法不仅能找出随负荷增加的电压薄弱节点,且能给出各机组适应负荷增加的出力值.     

基于FVSI线稳定指标计算母线最大承载负荷确定电力系统弱母线的方法

介绍了使用线稳定指标作为快速电压稳定指标（FVSI）确定电力系统母线的最大承载负荷的方法。该方法根据电压崩溃前各负荷母线能够承载负荷量的大小排序，把能承载负荷量最小的母线排为最高级并把它作为最薄弱母线。基于负荷变量进行线稳定指标计算和电压稳定分析。对于每条负荷母线，如果其电压稳定指标的值越接近于1，说明该母线承载了最大可能的负荷。最后使用IEEE系统对其检验，结果证明所提出的方法能够快速估算各负荷母线的最大承载能力，找到电力系统中薄弱母线。     

计及负荷特性的电压稳定安全指标快速计算

本文提出了计算电力系统电压稳定安全指标的新算法，该算法计及了负荷特性的影响，采用参数随运行状态变化的负荷模型，以负荷中动态荷部分的有功功率最大作为临界点判据，并在网络求解中负荷采用导纳模型来克服临界点附近潮流收敛的困难。本文还给出了７节点系统和３１节点系统的算例。     

基于预估/校正技术的改进奇异值指标

潮流雅可比矩阵最小奇异值可用来评估系统电压稳定裕度。但这种方法受到发电机无功出力越限的影响,给出的结果不够精确。该文致力于改进这一裕度指标,为此提出了利用预估/校正技术的算法来快速找到系统中电压崩溃点之前发电机无功越限信息,并利用这些信息修正潮流雅可比矩阵,使得其阶数不再受到发电机无功越限的影响,从而改进了最小奇异值裕度指标的线性性。给出了一个IEEE-14节点网络算例并得到预期结果。最后给出了结论,即利用预估/校正技术有效地克服了最小奇异值指标的阶跃性,提高了潮流雅可比矩阵最小奇异值作为裕度指标的可靠性。     

基于ZM综合负荷模型地区电网静态电压稳定分析

提出一种适用于地区电网静态电压稳定分析计算的改进奇异值分解法.该方法在形成雅可比矩阵时,考虑了ZM综合负荷模型的稳态特性对电压稳定的影响,通过对扩展雅可比矩阵进行奇异值分析,得到弱稳定节点和静稳裕度.通过算例仿真验证了该方法的有效性和合理性,算例结果表明考虑动态设备的稳态特性后的分析结果更能反映电网的真实状态,从而有利于电压稳定控制决策.     

DETERMINATION OF WEAK BUS ORDERING VECTOR IN MULTIMACHINE POWER SYSTEMS FROM VOLTAGE STABILITY VIEWPOINT

ABSTRACT

It is well known that the increase in load demand with a small increase in transmission capacity of a power system leads to voltage instability problems. Deficit of reactive power in the system leads to poor voltage profiles and with increased loading it leads to voltage collapse. The voltage stability condition of the system can be improved by providing reactive power support at certain buses, called the weak buses of the network. Thus determination of the weakest bus and the Weak Bus Ordering Vector (WBOV) assumes great importance. In this paper, a new and simple method is proposed to identify the weakest bus and obtain WBOV in a multimachine power system. The given system is replaced by the equivalent multiport Thevenin network and then the voltage stability limit condition is derived. The weakest bus and WBOV are obtained from an index called, Voltage Change Index. The method is very simple since it requires only one load flow solution for computing the entire WBOV for a given operating condition and it does not require complex multidirectional optimisation. Also, it is applicable to any pattern of load change in the system.