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电压失稳已经被广泛认为将对现代大型电力系统的安全稳定运行构成严重威胁,电压安全评价(VSA)已成为电力系统控制中心最重要的任务之一。在电力市场环境下,随着跨区电能交易日益增多,电力系统运行条件不确定性大大增加等等,使得其运行点比以往更接近稳定极限,从而更容易诱发电压崩溃。因此,在解除管制的市场环境下,VSA已经成为输电系统运行机构(TSO)的核心功能之一。TSO需要对可信故障评估其电压安全裕度,当系统出现阻塞,也即安全裕度不足,或者对特定故障没有充分的安全裕度时,TSO需要确定适当的控制措施以恢复安全裕度。本文仅选取市场环境下有关电压安全及预防控制的若干问题进行探讨,主要工作如下:(1)基于电力系统微分代数模型,提出一种电压失稳分岔自适应追踪方法求取电压崩溃点,并精确地实现了各种设备极限,如发电机励磁电流极限、静止无功补偿器(SVC)导通角极限等。从系统的基态运行点出发,首先以设备极限点指导连续方法的追踪步长,直到发现LIB分岔点,同时给出了LIB分岔的识别条件和求解方法;当不存在设备极限点时,以自适应步长追踪SNB分岔点,自适应步长考虑了平衡解流形的曲率。以两个实际系统为例验证了该方法的正确性和计算效率。(2)给出一种基于微分代数模型的分岔边界追踪方法,用于故障情况下的电力系统电压安全评价。对任意的参数变化,该方法可以更快速地估计稳定裕度的变化,由于考虑了所有的非线性因素,从而可以比现有方法得到更精确的稳定裕度,而且完全避免了P-V曲线的追踪。该方法了提供稳定裕度与控制参数之间的非线性相关的信息,可用于控制措施排队以及预防校正控制。该方法可用于处理支路故障、发电机故障以及多重故障。以两个实际系统为例验证了方法的正确性和计算效率。(3)动态无功源的无功备用对系统故障后电压稳定有重要影响。本文提出一种考虑故障的无功备用评估方法,并给出有效无功备用(Effective Reactive Reserve-ERR)的概念以及用来衡量故障情况下系统的电压稳定程度的无功备用安全指标(Reserve Security Index-RSI)。对特定故障,各无功源的有效无功备用为故障后系统处于边际稳定状态时的无功出力,而系统有效无功备用为各无功源有效无功备用的加权之和,而每个无功源的权因子可以用其无功出力对故障参数的灵敏度来表示。有效无功备用为分岔边界追踪的自然结果,因而无需额外的计算成本。以实际系统进行仿真分析并给出了几点结论。