电力系统电压稳定综合增强控制策略研究

来源 :山东理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:gmzz2009
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电力系统的安全稳定运行是维持国民经济发展以及人民生活的重要保障。随着电力系统的快速发展,系统规模及系统用电负荷增长迅速,电力系统的电压稳定性问题日益突出。世界各地因电压稳定问题发生了多起大面积停电事件,由此产生了严重的社会影响,给人类发展造成了巨大的经济损失。因此,通过采取有效的增强控制措施提高电力系统的静态电压稳定性具有重要的意义。在以往的研究中,采取单一的控制措施提高电力系统的负荷裕度,所得结果中往往包含过多的控制数量,并且采取单一的控制措施对负荷裕度的优化效果有限。在实际应用中,系统运行人员往往更希望调整较少的控制变量将系统保持在电压稳定期望域内,因此通过采取少量的控制变量、综合多种控制措施提升电力系统的静态电压稳定性显得尤为重要,本文基于此对电力系统电压稳定综合增强控制策略展开了深入研究,主要内容包括:电力系统中含有大量的控制变量,为快速筛选出有效提高系统负荷裕度的控制变量,本文介绍了连续潮流法和灵敏度方法的计算,推导了负荷裕度对各控制变量之间的灵敏度计算公式。为了降低本文所提优化模型中对应各控制措施的0/1变量,以灵敏度为指标衡量各个控制措施对系统负荷裕度的优化效果,快速筛选出有效提高负荷裕度的候选变量集合。为综合多种控制措施增强电力系统的静态电压稳定性,本文提出源-网协同优化的方法提高电力系统负荷裕度,通过变压器分接头调整和输电线路投切构建电力网核心骨干网架优化模型,在此基础上引入发电机有功出力调整以提高系统负荷裕度。在电力网结构优化中,以系统负荷裕度满足设定提升要求为目标,约束条件包括最大变压器可调整台数和最大线路可开断条数,基于灵敏度方法计算变压器分接头调整量及开断线路,最终确定电力网结构优化下的负荷裕度。在发电机有功出力调整计算中,为最大限度减小运行人员的操作工作量,提出一种综合经济性和静态电压稳定性的发电机最佳调整模型。该模型以发电机参与调整台数最少和发电成本最小为目标,约束条件包括系统负荷裕度满足设定提升要求和电力系统安全运行要求。该问题的数学本质是一个多目标混合整数非线性规划问题,为实现上述问题的求解,首先以线性灵敏度方法快速估算所需调整出力的发电机,求解控制数量最少的整数规划问题;然后以发电成本最小为目标,利用线性规划法求解各台发电机的调整出力值;最后确定具体调整的发电机集合及其调整量。本文对IEEE 39节点算例系统以及IEEE 118节点算例系统进行仿真测试,验证了所提方法的有效性。
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