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电压方法!电压稳定机理

导读:本论文可用于电压方法论文范文写作参考研究。

初三物理  第04讲  判断短路断路时电压表示数的新方法 视频 : 电压表的使用方法 1、★电流互感器、电压互感器故障处理方法2、★低电压网无功补偿存在解决方法3、★低电压法在变电站交流回路正确性检查中的应用

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电压稳定机理的研究任务主要是辨析出影响电压稳定的关键因素、回答电压崩溃是如何以及怎样发生的、电压稳定与功角稳定等其他电力系统稳定性问题的关系等.这些问题的答案对于准确理解电压稳定的本质、正确建立电压稳定研究的数学模型、寻找合理的电压稳定安全指标、设计有效的电压稳定预防校正控制措施等都有至关重要的意义.

一、电压稳定安全指标

电压稳定研究的目的之一就是提出工程实用的安全指标.自从七十年代以来,提出的电压稳定安全指标及其计算方法己数以百计,根据计算指标时的系统状态,这些方法可大致分为两大类:线性化分析方法和裕度分析方法.线性化分析方法包含灵敏度法、特征值分析法、奇异值分析法、模式分析法、潮流多解法、类特征值分析法等,它们是将潮流方程或扩展潮流方程在当前运行点处线性化后计算得到的.裕度分析方法的基本原则是把网络输送功率的极限作为静态电压稳定临界点,将该点和系统当前运行点的功率差值作为电压稳定的裕度,目前厂泛使用功率裕度,即系统在当前总负荷功率基础上尚可增加的负荷总功率.裕度分析法的关键在于如何克服静态电压稳定临界点处潮流雅可比矩阵奇异带来的计算困难,其计算方法多种多样,比较有代表性的是连续潮流法、直接法、非线性规划法、最近电压崩溃点法、参数变换法等.由于电压稳定安全指标种类繁多,计算方法多样,以下扼要地综述一些广泛使用的、具有代表性的方法.

灵敏度法是最早用于电压稳定性研究的方法之一,它通过计算在某种扰动下系统变量对扰动的灵敏度来判别系统的稳定性.在单机单负荷系统中,灵敏度判据是严格、准确的,并能反映系统的极限输送能力,但推广到复杂系统后,不一定能切实反映系统的极限输送能力,有效性得不到保证.由于其它更有力的电压稳定分析方法的发展,简单的灵敏度法己不是主流方法,但仍在探测系统稳定薄弱点、评估控制手段的有效性等方面有良好的应用.目前比较有价值的是电压稳定功率裕度对系统变量的灵敏度、不变子空间参数灵敏度等方法,这些方法虽然计算较复杂,但能应用于电压崩溃点近似估计、预防校正控制、故障选择等各方面.

特征值分析法、模式分析法和奇异值分析法的关系比较密切,它们都通过分析潮流雅可比矩阵,达到揭示某些系统特征、分析功角稳定和电压稳定的关系、识别系统失稳模式等目的.

模式分析法.则在假设了某种功率增长方向的基础上,利用最小特征值对应的特征向量,计算出各节点参与最危险模式的程度,可辨识出关键支路、关键发电机、薄弱节点等,也可对系统节点按关联强弱进行分区,这对于系统运行监测、确定无功补偿位置、指导提高电压稳定性的策略等,都具有一定意义.奇异值分析法和特征值分析法相类似,最小奇异值对应的奇异向量与特征值分析法的特征向量有相同的功能,但数值计算中前者只涉及实数运算,后者可能出现最小特征值为复数而加大计算量的情况,故奇异值分析法得到一些研究人员的青睐.由于电压和无功的强相关性,这三种方法往往分析降阶雅可比矩阵以突出重点,

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二、电压稳定的控制

除了在电力系统正常运行时,通过保持发电机额定功率因数、提高负荷功率因数、无功分层分区管理等方式,力求保证一定的电压稳定裕度外,在突发事件下电压稳定裕度不足或趋近电压崩溃时,就需要进行提高电压稳定性的电力系统控制.

电压稳定的预防和校正控制发生在电压稳定裕度不足条件下,通过改变系统潮流、投入无功补偿装置、改变有载调压变压器(OLTC)的电压设定点、甚至切负荷等措施来提高电压稳定性.一般用电压稳定的静态或准静态分析方法求取控制策略,早期的方法基本都基于电压稳定指标对控制量的灵敏度或奇异值/特征值分析法,基于不变子空间灵敏度的最小切负荷策略.后期的方法大都基于潮流方程的非线性优化方法和辅以灵敏度分析方法的准静态仿真法,某些裕度分析方法的结果中也包含最优控制方向,经过迭代等简单处理也可以得到控制策略.考虑控制设备动作的先后优先级,提出了提高电压稳定性的协调控制算法.理论上,电压稳定预防和校正控制量需要经过动态校核,这一般有仿真程序来完成.在电压崩溃形成过程中,如果没有预防控制或未能及时实施,则需要有能自动提高电压稳定性的自动装置,低压自动减载装置就是专门针对电压稳定提出的,其整定的切负荷量可由静态方法求出.基于电压稳定的L指标的求取方法.提出了利用单个负荷节点信息计算电压稳定指标的方法,并用以实现切负荷的分散控制.理论上,切负荷量同样需要用中长期稳定仿真或暂态仿真来确定.用中长期电压稳定仿真的方法讨论了切负荷、投入电容补偿器等控制手段的时间依赖性问题.

实际电力系统运行中,运行人员还比较关心稳定传输的极限功率.考虑故障时该极限的二分法搜索策略,该策略显然也适用于无故障的情况.定义了一种信号能量,根据暂态或中长期仿真的电压波形计算出所选监视节点上的该能量值,有了两个这种能量及其对应的传输功率后就可较准确的估计出系统的极限功率.

三、电压稳定的故障选择和筛选

根据电力系统安全性的要求,系统须能承受一定的扰动而不发生失稳,电压稳定是电力系统稳定性的一部分,也应该满足这个要求.按照电力系统安全分析的一般框架,须进行N一1或N一2安全校核.但在实际系统中,分析系统正常运行状态及其全部的故障状态的电压稳定性不仅要耗费大量的计算时间,也是没有必要的,这时可用故障选择算法选出若干个对系统电压稳定性影响最大的故障状态,故障筛选算法则用来进一步减少需分析的故障状态数.这些做法在功角稳定分析中己经广泛使用.

八十年代末以来出现了很多静态电压安全的故障选择和筛选算法,但故障对当前系统运行电压的影响并不能完全体现电压稳定问题的特点.电压稳定的故障选择和筛选必须考虑故障对电压稳定裕度的影响,为此需计及系统负荷增长方向、负荷静态特性等因素,它不同于静态安全分析和功角稳定中的故障分析方法:静态安全分析中故障是静态的,而此处的故障是动态的,本质上应采用动态分析方法;功角稳定无需计及负荷增长方向等因素,而这里的结果与负荷增长方向相关.

由于电压稳定的故障选择和筛选要求计算速度很快,故基于电压稳定功率裕度对各类系统参数的灵敏度方法得到广泛使用,如通过电压稳定功率裕度对线路功率或线路参数的灵敏度求得故障后系统的功率裕度.提出两个衡量故障严重程度的指标,再结合逐步筛选的算法,使最终构成的故障选择和筛选算法具有了较高的效率.则将为了保持原有电压稳定裕度而需切掉的负荷作为故障严重程度指标,进行故障筛选,并成功地应用于实际大系统.提出一种电压稳定指标,以之结合通常的静态电压性能指标进行故障选择,但缺乏实际系统的算例.此外还有基于连续潮流法和曲线拟合技术的方法、基于非参数回归技术的方法、使用中长期电压稳定仿真的动态故障筛选方法等.最近几年,由于电压稳定实时监控技术和电压稳定动态分析方法的发展,电压稳定故障选择和筛选算法受到各研究人员的重视,已经成为各静态电压稳定研究方向中的一个重点.

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