電力系統(tǒng)電壓穩(wěn)定性分析綜述

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1、第32卷第6期四川電力技術(shù)Vok32。No．62009年l2月SichuanElectricPowerTechnologyDec．，2009電力系統(tǒng)電壓穩(wěn)定性分析綜述趙周芳，李華強(qiáng)。張希猛(四川大學(xué)電氣信息學(xué)院，四川成都610065)摘要：電力系統(tǒng)電壓穩(wěn)定性是電力工程界的研究熱點(diǎn)之一。首先介紹了分岔理論在電壓穩(wěn)定性分析中的應(yīng)用。其次，給出了電壓穩(wěn)定分析中常用的靜態(tài)指標(biāo)，闡述了各指標(biāo)的特點(diǎn)。最后，介紹動(dòng)態(tài)電壓分析方法，并對(duì)電壓穩(wěn)定性分析進(jìn)行展望。關(guān)鍵詞：電壓穩(wěn)定性；分岔理論；靜態(tài)電壓穩(wěn)定性指標(biāo)；動(dòng)態(tài)電壓穩(wěn)定性Abstract：Thevoltagestabilityof

2、powersystemisamajorfocusofresearchinpowerengineering．Firstly，theapplicationofbi—furcationtheorytotheanalysisofvoltagestabilityisintroduced．Secondly，theusedsteady—statevohagestabilityindicesayepresentedandtheircharacteristicsaredescribedindetail．Finally，thedynamicvoltageanalysismethodsa

3、yeintroducedandanoutlookforthevoltagestabilityanalysisisgiven．Keywords：voltagestability；bifurcationtheory；steady—statevoltagestabilityindex；dynamicvoltagestability中圖分類號(hào)：TM712文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A文章編號(hào)：1003—6954(2009)06—0071—04一步的研究。0引言下面首先闡述了電力系統(tǒng)電壓穩(wěn)定性與分岔理論。其次，論述了靜態(tài)電壓穩(wěn)定及相應(yīng)的指標(biāo)和計(jì)算19世紀(jì)7O、80年代法國、瑞典、Et本等國家

4、相繼方法。其后，對(duì)動(dòng)態(tài)電壓穩(wěn)定性的研究方法及研究現(xiàn)發(fā)生電壓崩潰性事故，這些以電壓崩潰特征的電網(wǎng)瓦狀進(jìn)行了概括。最后，結(jié)論部分給出電壓穩(wěn)定研究目解事故每次均帶來巨大的經(jīng)濟(jì)損失，同時(shí)也引起了社前存在的一些問題，并對(duì)以后的工作做出展望。會(huì)的極大混亂。電壓穩(wěn)定問題已經(jīng)成為國際工學(xué)界關(guān)注的焦點(diǎn)。1電壓穩(wěn)定性與分岔理論電力系統(tǒng)電壓穩(wěn)定性問題經(jīng)過幾十年的發(fā)展已經(jīng)有很大進(jìn)步，早期人們簡單地將電力系統(tǒng)電壓失穩(wěn)Kwatny和Pasrija等人首次將分岔理論引入電壓穩(wěn)問題看作系統(tǒng)過載引起，從而將其視為靜態(tài)問題或者定I生分析中，在文獻(xiàn)[1]中他們應(yīng)用分岔理論研究了電認(rèn)為系統(tǒng)動(dòng)態(tài)對(duì)電壓穩(wěn)定的

5、影響很慢。但是，電力系力系統(tǒng)微分一代數(shù)模型下的多平衡點(diǎn)穩(wěn)定性問題，為之統(tǒng)本質(zhì)上是一個(gè)非線性動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)，電壓失穩(wěn)究其實(shí)后分岔理論在電壓穩(wěn)定f生問題中的應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。質(zhì)是系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)行為，涉及到了各種元件的動(dòng)態(tài)特1．1電力系統(tǒng)的靜態(tài)分岔性。因此，電壓穩(wěn)定問題可分為靜態(tài)電壓穩(wěn)定性與動(dòng)在電壓穩(wěn)定的靜態(tài)分岔分析中，一般不考慮元件態(tài)電壓穩(wěn)定性，兩者研究的角度和目的不同。和控制的動(dòng)態(tài)特性，此時(shí)的平衡點(diǎn)方程就是潮流方程。理論和實(shí)踐已證明分岔理論是分析研究非線性i．1．1鞍結(jié)分岔動(dòng)態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的有效工具。電壓穩(wěn)定的改變實(shí)質(zhì)是一種從穩(wěn)態(tài)走向分岔的過程，其外在表現(xiàn)為電壓幅值的振蕩失穩(wěn)

6、或瞬間大幅度跌落。目前，對(duì)于靜態(tài)電壓穩(wěn)定性，學(xué)者們提出了各種，，，，，指標(biāo)及其方法來評(píng)估系統(tǒng)的靜態(tài)電壓穩(wěn)定性。但是，對(duì)于動(dòng)態(tài)電壓穩(wěn)定性問題，由于各種元件動(dòng)態(tài)模型的JPo建立和其相互影響的復(fù)雜性及其所導(dǎo)致的求解過程中的“維數(shù)災(zāi)”問題，動(dòng)態(tài)電壓穩(wěn)定性還有待進(jìn)行進(jìn)圖1鞍結(jié)分岔·71·第32卷第6期四川電力技術(shù)Vo1．32，No．62009年12月SichuanElectricPowerTechnologyDec．，2009圖1為鞍結(jié)分岔(SaddleNodeBifurcation，SNB)，通過靜態(tài)分析指標(biāo)運(yùn)行人員可以得到當(dāng)前運(yùn)行點(diǎn)到隨著負(fù)荷水平的增加，系統(tǒng)電壓水平開始降

7、低，系統(tǒng)崩潰點(diǎn)的距離。這里是對(duì)靜態(tài)電壓穩(wěn)定性指標(biāo)進(jìn)行在SNB處發(fā)生電壓崩潰，點(diǎn)SNB即為鞍結(jié)分岔點(diǎn)?？偨Y(jié)概括。曲線的上半部分為穩(wěn)定區(qū)，下半部分為不穩(wěn)定區(qū)。2．1負(fù)荷裕度指標(biāo)1．1．2極限誘導(dǎo)分岔負(fù)荷裕度指標(biāo)直觀易與理解，線性度好，可以較1992年IanDobson在文獻(xiàn)[2]提到了另一種分方便的計(jì)及過渡過程中各種因素，因此受到廣泛的重岔現(xiàn)象——極限誘導(dǎo)分岔(LimitInducedBifurcation，視。負(fù)荷裕度指標(biāo)是一個(gè)精確指標(biāo)，它不依賴于特別LIB)。如圖2所示，點(diǎn)O為初始運(yùn)行點(diǎn)，隨著負(fù)荷的的系統(tǒng)模型，僅需要一個(gè)靜態(tài)模型，盡管它可以用于增加，系統(tǒng)的電壓水