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考虑稳定约束的电力系统最优潮流研究

作　者: 陈李宾
导　师: 汤放奇
学　校: 长沙理工大学
专　业: 电力系统及其自动化
关键词: 最优潮流 小扰动稳定 电压稳定 负荷模型 Cayley变换 光滑化
分类号: TM712
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要


随着电力工业的迅速发展,电力系统日益向大机组、大电网、超高压和远距离输电方向发展,同时由于电力市场化改革的逐步深化,为了追求更大的经济利益,电力系统的运行日益接近其稳定极限,这就对电网的安全稳定运行提出了更高的要求。由电网互联带来的安全稳定问题,尤其是小扰动稳定问题和电压失稳问题是近年来大型互联电网急需解决的重大课题。本文利用稳定运行时系统状态矩阵的特征值实部均为负的稳定判据,建立小扰动稳定约束函数,在电力系统已有的小扰动稳定分析理论基础上,通过Cayley变换、谱函数和范数理论等数学方法对小扰动稳定约束函数进行处理,把关于状态矩阵特征值的函数转换为状态矩阵范数的半光滑函数,避免直接计算矩阵特征值,并采用牛顿光滑化方法对变换后的小扰动稳定约束函数进行光滑化处理,形成光滑的小扰动稳定约束函数,将该约束加入传统最优潮流的目标函数和不等式约束中形成两种考虑小扰动稳定约束的最优潮流模型,通过WSCC 3机9节点系统验证所建立模型和所采用方法的正确性和有效性。对于电网互联所带来的电压失稳问题,本文在介绍静态电压稳定分析的各种指标后,选取基于一般潮流解的电压稳定L指标满足一定的电压稳定裕度作为最优潮流的一个不等式约束,建立包含静态电压稳定约束的最优潮流模型,采用静态负荷模型,通过IEEE 30节点系统,分析不同静态负荷模型在变压器分接头可调和不可调的情况下对系统的影响,结果表明系统的经济性、电压稳定性与系统的静态负荷模型、有载调压变压器的调节作用有着密切的关系。

全文目录


摘要  5-6
ABSTRACT  6-10
第一章 绪论  10-19
  1.1 课题研究的背景及意义  10-11
  1.2 最优潮流的扩展应用  11-15
  1.3 小扰动稳定分析方法概述  15-17
  1.4 本文所做的工作及文章结构  17-19
第二章 电力系统最优潮流问题  19-28
  2.1 最优潮流概述  19
  2.2 最优潮流的数学模型  19-22
    2.2.1 最优潮流的变量  19-20
    2.2.2 最优潮流的目标函数  20-21
    2.2.3 等式约束条件  21
    2.2.4 不等式约束条件  21-22
  2.3 最优潮流的数值解法  22-25
    2.3.1 非线性规划法  22-24
    2.3.2 二次规划法  24-25
    2.3.3 线性规划法  25
    2.3.4 混合规划法  25
  2.4 最优潮流的人工智能解法  25-27
    2.4.1 遗传算法  26
    2.4.2 模糊集理论  26
    2.4.3 模拟退火算法  26-27
    2.4.4 粒子群算法  27
  2.5 本章小结  27-28
第三章 电力系统小扰动稳定分析基础  28-38
  3.1 小扰动稳定分析概述  28-29
  3.2 小扰动稳定的特征值分析法  29-34
    3.2.1 全部特征值分析法  30
    3.2.2 降阶选择模态分析法  30-31
    3.2.3 全维部分特征值分析法  31-34
  3.3 小扰动稳定的分岔分析  34-37
    3.3.1 鞍结分岔  35
    3.3.2 Hopf 分岔  35-36
    3.3.3 奇异诱导分岔  36
    3.3.4 小扰动稳定域  36-37
  3.4 本章小结  37-38
第四章 考虑小扰动稳定约束的最优潮流  38-47
  4.1 小扰动稳定约束的建立  38-40
    4.1.1 小扰动稳定约束的建立及预处理  38-39
    4.1.2 小扰动稳定约束的光滑化  39-40
  4.2 考虑小扰动稳定约束的最优潮流模型  40-43
    4.2.1 发电机模型  40
    4.2.2 负荷模型  40-41
    4.2.3 最优潮流模型  41-42
    4.2.4 算法流程  42-43
  4.3 算例分析  43-46
    4.3.1 WSCC 3 机9 节点系统  43-44
    4.3.2 算例结果及分析  44-46
  4.4 本章小结  46-47
第五章 考虑负荷特性的电压稳定约束最优潮流  47-57
  5.1 最优潮流负荷模型  47-50
    5.1.1 静态负荷模型  47-48
    5.1.2 动态负荷模型  48-49
    5.1.3 负荷模型的重要性  49-50
  5.2 考虑负荷特性的电压稳定约束最优潮流模型  50-52
    5.2.1 电压稳定指标  50-51
    5.2.2 基于一般潮流解的电压稳定性L 指标  51
    5.2.3 最优潮流模型  51-52
  5.3 算例分析  52-56
    5.3.1 IEEE 30 节点系统  52-54
    5.3.2 算例结果分析  54-56
  5.4 本章小结  56-57
总结  57-59
参考文献  59-64
致谢  64-65
附录A 攻读学位期间发表的论文目录  65-66
附录B 攻读硕士学位期间参加的相关课题  66

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中图分类: > 工业技术 > 电工技术 > 输配电工程、电力网及电力系统 > 理论与分析 > 电力系统稳定
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