下载文档原格式
大规模电力系统电压静态稳定性分析
大规模电力系统电压静态稳定性分析报告
本报告提供的是关于大规模电力系统电压静态稳定性分析的内容，将帮助大规模电力系统更有效地防范失稳定状态。
电力系统的电压是稳定发电和响应负荷变化的关键因素，它影响着电力系统的可靠性和安全性，以及应用设备的安全和经济性。
为了预防和避免电力系统失稳定状态，大规模电力系统必须对电压静态稳定性进行分析和评估。
电力系统电压静态稳定性分析可以通过建立相应的模型，采用计算机仿真技术，根据电力系统的实际运行条件，综合考虑发电机，负荷和调压装置之间的各种交互关系，分析电力系统电压在失稳状态下的趋势。
根据分析结果，可以采取措施改进电力系统的稳定性。
大规模电力系统电压静态稳定性的分析应当考虑所有可能的变化因素，在分析过程中，应注意计算精度、模型准确性及数据准确性等方面的要求。
电压静态稳定性分析的目的在于检测电力系统工作中可能发生的失稳定状态，识别其原因，以及提出缓解失稳定状态的措施。
在进行分析时，应注意控制功率、静止稳定分析和强迫稳定分析等方面，并综合考虑系统改进措施及电力系统建设规划等因素。
经过上述分析，我们发现，大规模电力系统的电压静态稳定性分析非常重要，可以有效地预防和避免电力系统出现失稳定状态，为电力系统的安全运行提供保障。
认真分析并正确使用分析结果，可以有效地减少低压失稳的危险性。
摘要摘要电压失稳与电压崩溃是电力系统研究的重要方向之一。
最近几十年以来，国内国外都发生过多起大面积停电事故，造成巨大经济财产损失，社会影响深重，是目前亟待解决的问题。
本文全面概括了电力系统静态电压稳定性的研究背景与现状，阐述了电力系统静态电压稳定性研究的重要意义。
静电电压分析是为了确定电压的稳定极限，诸多算法都存在着拐点附近不收敛的问题，本文对传统的连续潮流算法进行改进，在总结前人研究工作的基础上，克服了常规潮流雅克比矩阵奇异造成的收敛问题。
系统阐述了当前静电电压稳定分析中常用负荷模型的特点及主要问题，通过PV曲线定性分析不同负荷特性对静态电压稳定性的影响。
介绍一种典型负荷模型ZIP负荷模型，运用改进连续潮流法对ZIP负荷不同组成进行定量分析，并与采用恒阻抗负荷模型，恒电流负荷模型和恒功率负荷模型仿真得到的结果进行了比较。
为提高提高系统电压水平，防止电压失稳。
我们采用在AVR上加装电压稳定器的方法。
在仿真分析中我们可以很明显看到PSS可以有效的增加阻尼，抑制低频振荡。
同时我们还改变PSS参数来分析比较不同参数对PSS效果的影响。
基于新型电力系统分析工具PSAT建立测试模型进行仿真，结果表明PSS可以有效的增加阻尼，抑制低频振荡，它为电力系统工程师提供了一种提高电力系统电压稳定性的强有力的手段。
另外本文总结归纳了提高电力系统电压稳定的策略措施.对电力系统的规划、运行具有一定的参考价值。
关键词：静态电压稳定；连续潮流；ZIP负荷；PSAT ；电压稳定器江苏科技大学工学硕士学位论文AbstractAbstractThe voltage stability and voltage collapse is an important direction of electric power systems research in recent decades. Large area have not electricity supply is often happen at home and abroad, cause huge economic loss, property loss and social influence. It is thought to be the problems to be solved.This topic generally summarized background and current study situation of power system static voltage stability. Describe meaning of the electric power system static voltage stability research. The electrostatic voltage analysis is to identify the limit of the voltage stability, there are many algorithms have problems about no convergence near inflection point, this topic improve the traditional continuous flow algorithm, at the conclusion of the study based on the before work, overcome the problem of conventional flow jacobian matrix do not convergence. Introduced the current static voltage stability analysis used in the characteristics of load model. Through the PV curve of different load characteristics analysis the influence of static voltage stability. Introduces a typical load model of ZIP load model. Using an improved continuous flow method analysis ZIP load of different quantitative, compared simulation results between with the constant impedance load model, constant current load model and constant power load model. For improving system voltage level, prevent the voltage stability, we adopt the method of install the voltage stabilizer on AVR. In the simulation analysis, we can clearly see PSS can effectively increase the damping, restrain low frequency oscillation. And at the same time, we also change PSS parameters to analysis the affect comparing with different parameters of the PSS. Based on the new power system analysis tools PSAT test model established simulation. The results show that PSS can effectively increase the damping , restrain the low frequency oscillation. It provides a improve mean for electric power system voltage stability.In addition, This subject is summarized how to improve the power system voltage stability; has certain reference value to power system planning and operation.Keywords: Static V oltage Stability ;Continuation Power Flow ;ZIP Load ;PSAT ;PSS江苏科技大学工学硕士学位论文目录目录摘要 (I)Abstract (III)第一章绪论 (1)1.1 电压稳定性研究的意义和背景 (1)1.2 国内外研究状况与展望 (2)1.3 本文的主要工作 (3)第二章电压失稳的理论基础 (4)2.1 电压稳定的概念 (4)2.2 电压稳定的分类 (5)2.3 电压失稳的机理研究 (5)2.4 电压稳定性的研究方法 (8)2.4.1 静态电压稳定分析 (8)2.4.2 基于微分方程的动态研究 (9)2.5 本章小结 (10)第三章连续潮流在静态电压稳定性研究中的应用 (11)3.1 连续潮流法原理 (11)3.2 连续潮流的求解 (15)3.2.1 连续潮流构成 (15)3.2.2 方程参数化 (15)3.2.3 预测环节 (18)3.2.4 校正环节 (19)3.2.5 步长控制环节 (20)3.3 一种新的实用的变步长方法 (21)3.4 仿真分析 (24)3.5本章小结 (28)第四章负荷特性对静态电压稳定性的影响 (29)4.1 引言 (29)4.2 负荷的静态模型 (29)4.3 负荷特性对静态电压稳定的影响 (31)4.3.1静态负荷的电压稳定性 (31)4.3.2 负荷静态电压特性对系统电压稳定性的影响 (33)4.4 简单系统采用ZIP负荷模型的PV曲线分析 (33)4.4.1恒功率负荷对简单系统影响分析 (33)4.4.2 采用ZIP负荷模型的PV曲线 (34)4.5 复杂系统的静态电压PV曲线分析 (36)4.5.1 zip负荷模型对复杂系统影响分析 (36)4.5.2 仿真分析 (37)4.6 本章小结 (41)江苏科技大学工学硕士学位论文第五章PSS对静电电压影响的仿真分析 (43)5.1 PSAT软件介绍 (43)5.1.1 PSAT特点简介 (43)5.1.2 主界面 (44)5.1.3 PSAT的结构 (45)5.1.4 PSAT模型库 (46)5.2 PSS简介 (47)5.3 PSS工作原理 (48)5.4 PSS的数学模型 (49)5.4.1 IEEE标准PSS-1A模型 (50)5.4.2 IEEE标准PSS-2A模型 (50)5.5 仿真分析 (51)5.6本章小结 (55)第六章提高电力系统静态电压稳定性的措施 (57)6.1静态电压稳定控制措施 (57)6.2 系统运行方面的措施 (58)6.3 建立正确的模型 (59)6.4本章小结 (59)结束语 (61)参考文献 (63)攻读硕士期间发表的学术论文 (67)致谢 (69)附录 (71)ContentContentAbstract(Chinese) (I)Abstract(English) (III)Chapter 1 Introduction (1)1.1 Significance and background of voltage stability study (1)1.2 Research state in home and abroad (2)1.3 Main works (3)Chapter 2 Theory basis of voltage stability (4)2.1 Concept of voltage stability (4)2.2 Classification of voltage stability (5)2.3 Mechanism of voltage stability (5)2.4 Research methods of voltage stability (8)2.4.1 Analysis of static voltage stability (8)2.4.2 Dynamic research based on differential equation (9)2.5 Summary (10)Chapter 3 Continuous power flow used in the voltage stability (11)3.1 Principle of continuous power flow (11)3.2 Solution of continuous power flow (15)3.2.1 Constitute of continuous power flow (15)3.2.2 Parametric equation (15)3.2.3 Prediction tache (18)3.2.4 Correction tache (19)3.2.5 Step control tache (20)3.3 A new practical step control method (21)3.4 Simulation (24)3.5 Summary (28)Chapter 4 Static Voltage Stability Influenced by the Load Characteristics (29)4.1 Introdution (29)4.2 Load static model (29)4.3 Static voltage stability influenced by load characteristics (31)4.3.1 V oltage stability of static load (31)4.3.2 Static voltage stability influenced by load static characteristics (33)4.4 PV curve analysis of simple system uses ZIP load (33)4.4.1 Influence by simple system uses constant power load influence (33)4.4.2 PV curve under ZIP Load Model (34)4.5 Complex system static voltage PV curve analysis (36)4.5.1 Influence by complex system uses ZIP load (36)4.5.2 Simulation (37)4.6 Summary (41)Chapter 5 PSS on the Impact of Static Voltage Stability (43)江苏科技大学工学硕士学位论文5.1 Introduction about PSAT (43)5.1.1 Introduction about PSAT’s characteristics (43)5.1.2 Main interface (44)5.1.3 PSAT’s structure (45)5.1.4 PSAT’s model library (46)5.2 PSS introduction (47)5.3 Structure of PSS (48)5.4 PSS mathematical model (49)5.4.1 IEEE standard PSS-1A model (50)5.4.2 IEEE standard PSS-2A model (50)5.5 Simulation (51)5.6 Summary (55)Chapter 6 Methods to improve power system static voltage stability (57)6.1 Measures for static voltage stability control (57)6.2 Measures for operation of the system (58)6.3 Establishing correct model (59)6.4 Summary (59)Conclusions (61)References (63)Published Acadmic Papers Duing Graduate (67)Thanks (69)Appendix (71)第1章绪论第一章绪论1.1 电压稳定性研究的意义和背景电力系统是一个复杂的包含很多电气和机电设备的大规模非线性系统，而电力系统稳定性分析作为电力运行和规划当中非常重要的一环，一直受到学界的广泛关注[1]。
电力系统静态稳定性分析随着工业发展和人口增长，电力的需求量也在不断增加。
电力系统是现代工业运转的重要基础之一，它负责将发电厂发电的电能传送到各个用电点。
因此，电力系统的稳定性对社会和经济发展具有重要意义。
电力系统的稳定性是指在发生一定干扰（如电力负荷突然变化或电源故障）后，系统能够迅速恢复到稳态，并保持稳态运行的能力。
电力系统的稳定性主要涉及两个方面：动态稳定和静态稳定。
动态稳定主要研究系统在失去平衡时的稳定情况，静态稳定则研究系统在变化工况下的稳定情况。
本文将重点介绍电力系统的静态稳定性分析。
电力系统的静态稳定性问题，主要关注系统中负荷和电源之间的平衡条件。
当负荷增加时，电源需要提供更多的电能以维持系统的运行，而电源的变动会对系统的电压、频率和功率因数等产生影响。
当这些影响超出系统的承受能力时，就会发生电力系统的失稳现象。
电力系统的静态稳定性问题可以通过一系列的分析方法得到解决。
其中最常用的是潮流计算法。
潮流计算法通过构建电力系统的节点潮流方程，求解系统中每个节点的电压、功率、功率因数等参数，以判断系统是否稳定。
计算结果会反映电力系统的状态，从而指导系统运行或规划。
另外一种常用的静态稳定性分析方法是灵敏度分析法。
灵敏度分析法是指在确定某个因素变化后，观察系统关键参数的变化程度及方向。
通过灵敏度分析，我们可以确定哪些系统参数是对电力系统稳定性影响最大的，进而对这些参数进行调节和优化，以提升系统的稳定性。
除了上述的静态稳定性分析方法，还有很多其他的方法，比如欠电压裕度分析法、故障树分析法、蒙特卡罗方法等。
不同的方法侧重不同的问题，可以相互印证，提高分析的准确度。
总之，电力系统的静态稳定性分析是电力系统运行和规划中必不可少的环节，只有做好了电力系统的静态稳定性分析，才能确保电力系统能够运行稳定，保障电力能源供应安全。
电力系统电压稳定与控制技术研究电力是现代社会不可或缺的重要能源，而电力系统的稳定运行对社会经济发展至关重要。
在电力系统中，电压的稳定性是系统能够正常运行的基础，同时也是保证供电质量的关键因素。
因此，对电力系统的电压稳定与控制技术进行深入研究，具有重要的理论和实践意义。
1. 电力系统电压稳定性问题电力系统中，电压稳定性是指在外部负荷变化或电力系统内部故障等突发情况下，系统电压是否能够在合理的范围内保持稳定。
电力系统的电压稳定性问题主要表现在两个方面：静态电压稳定性和动态电压稳定性。
1.1 静态电压稳定性静态电压稳定性是指在负荷变化较小时，电力系统电压是否能够在可容忍范围内维持稳定。
当负荷增加时，系统电压下降，若电压降低到一定程度，将会影响电力设备的正常运行，甚至导致设备损坏。
因此，保持静态电压稳定是保证供电质量的基本要求。
1.2 动态电压稳定性动态电压稳定性是指在电力系统发生突发故障时，系统是否能够迅速恢复并保持稳定。
例如，当系统中某个发电机失去同步时，会导致系统电压震荡，从而影响用户的正常供电。
因此，保持动态电压稳定是电力系统可靠运行的关键。
2. 电力系统电压控制技术为了保证电力系统的电压稳定，研究人员提出了多种电压控制技术，包括静态电压控制和动态电压控制。
2.1 静态电压控制技术静态电压控制技术主要通过控制电力系统中的补偿设备来维持电压稳定。
常用的静态电压控制设备包括无功补偿器、电力电容器、STATCOM等。
通过合理的配置和控制这些设备，可以有效地调节系统电压，维持稳定。
2.2 动态电压控制技术动态电压控制技术主要通过调节电力系统的控制参数，如励磁控制、机械转矩控制等，来保持系统电压稳定。
此外，还可以利用电力系统中的自动发电控制装置来实现对电压的控制。
动态电压控制技术对于应对电力系统突发故障具有重要意义。
3. 电力系统电压稳定与控制技术研究进展在近年来，电力系统电压稳定与控制技术方面取得了一系列重要的研究进展。
山东大学硕士学位论文电力系统静态电压稳定性的研究姓名：于永进申请学位级别：硕士专业：电力系统及其自动化指导教师：栾兆文20050510山东大学硕士学位论文摘要近年来，电力系统电压稳定性的研究受到普遍关注。
本文以电压静态稳定性为研究方向，综述了静态电压稳定性常见的计算方法，着重致力于静态电压稳定判据的推导以及静态电压稳定指标的求取，并就其他一些相关内容进行了较为深入的讨论。
本文首先对利用ＰＶ曲线的ａＰ／≤Ｖ判据做简单回顾，讨论负荷特性对电压稳定性的影响。
在广义雅可比矩阵的基础上，推导出考虑负荷特性的静态电压稳定条件，然后结合鼻型曲线的特点，推导出考虑负荷特性的静态电压稳定实用判掘，并指出：系统在鼻型曲线上半支运行时的静态电压稳定性主要取决于网络的电压一功率传输特性，而系统在鼻型曲线下半支运行时的静态电压稳定性主要取决于负荷的静态电压特性。
电力系统的电压失稳、电压崩溃、及负荷失稳是电压稳定问题中最基本的重要概念，它们既相互联系又有本质区别。
正确和客观地认识它们之间的关系，对深入研究电压稳定问题的机理具有重要意义。
负荷稳定性是电力系统电压稳定性的最主要和最关键的方面。
本文综述和比较了静态电压稳定性指标，根据戴维南等值将整个系统等值为一简单的两节点系统，在此基础上进行电压稳定性分析，推出一种根据定义的节点电压稳定性的指标ＶＳＩ能快速估计节点电压稳定和求取临界负荷因子ｋ‘的方法，并将该方法扩展到考虑负荷特性和无功限制的情况。
算例分析表明，该方法是一种简单、快速、有效的方法。
最后，本文从系统特性方面探讨了影响电压稳定性的因素，这不仅对静态指标的构造有一定指导作用，更为主要的是为采取措施以最大限度地提高系统稳定性提供理论基础。
关键词：电压稳定：实用判据；电压崩溃；静态电压稳定指标；负荷因子；无功限制Ｉｌｌ山东大学硕士学位论文Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｄｕｒｉｎｇｒｅｃｅｎｔｙｅａｒｓｔｈｅｓｔｕｄｙｏｎｖｏｌｔａｇｅｓｔａｂｉｌｉｔｙｈａｓａｌｒｅａｄｙｒｅｃｅｉｖｅｄｗｉｄｅｓｐｒｅａｄａｔｔｅｎｔｉｏｎｏｆｍａｎｙｒｅｓｅａｒｃｈｅｓ．Ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｎｇｏｎｔｈｅｓｔａｔｉｃｖｏｌｔａｇｅｓｔａｂｉｌｉｔｙ，ｔｈｉｓｐａｐｅｒｓｕｍｍａｒｉｚｅｓｔｈｅｃｏｍｍｏｎｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｓｏｆｓｔａｔｉｃｖｏｌｔａｇｅｓｓｔａｂｉｌｉｔｙａｎｄｐａｙｓｍｏｒｅａｔｔｅｎｔｉｏｎｏｎｔｈｅｓｔａｔｉｃｖｏｉｔａｇｅｓｔａｂｉｌｉｔｙｃｒｉｔｅｒｉｏｎａｎｄｔｈｅｓｔａｔｉｃｖｏｌｔａｇｅｓｔａｂｉｌｉｔｙｉｎｄｅｘ．Ｍａｎｙｏｔｈｅｒｍａｔｔｅｒｓｒｅｌａｔｅｄｔｏｓｔａｔｉｃｖｏｌｔａｇｅｓｔａｂｉｌｉｔｙａｒｅａｌｓｏｄｉｓｃｕｓｓｅｄ．Ｆｉｒｓｔｌｙ，ｔｈｅｐａｐｅｒｒｅｖｉｅｗｓ％矿。
检测系统静态特性的主要参数在电力系统中，静态特性是指系统在稳态和暂态条件下的电压、电流、功率等物理量与系统参数之间的关系。
通过检测系统的静态特性，可以评估系统的稳定性和可靠性，并为系统的调节和控制提供必要的信息。
下面是检测系统静态特性的主要参数：1.线路阻抗：线路阻抗是指系统中各个元件（例如输电线路、变压器等）的电阻和电抗的总和。
线路阻抗的大小决定了电力系统中的功率传输能力。
通过测量线路阻抗，可以评估系统的输电能力和阻尼特性。
2.电压和电流相位：电力系统中的电压和电流通常是正弦波形式，并具有一定的相位关系。
通过准确测量电压和电流的相位差，可以确定系统的功率因数和无功功率流动方向，进而评估系统的功率质量和无功补偿需求。
3.稳态电压和电流：在稳态条件下，电力系统中的电压和电流的幅值通常是稳定不变的。
通过定期监测稳态电压和电流的大小，可以检测系统的电力负荷变化情况、设备运行状态以及系统的功率平衡性。
4.功率因数：功率因数是指系统中有功功率与视在功率之间的关系。
通过测量系统的功率因数，可以了解系统的负载特性以及电力负荷的稳定性。
低功率因数可能导致系统的无功功率过大和能源浪费。
5.故障电流和局部电压：在系统发生故障时，电压和电流会发生剧烈的变化。
通过监测故障电流和局部电压的大小和波形，可以判断系统的保护装置是否正常工作，并及时采取必要的措施保护系统和设备。
6.电压暂降和电压波动：电压暂降是指系统电压在短时间内发生较大的降低，而电压波动则是指系统电压发生频繁的变化。
通过监测电压暂降和电压波动的程度和持续时间，可以评估系统的电压稳定性和电力负荷变化对系统的影响。
7.功率损耗和效率：功率损耗是指电力系统中能量转换过程中的能量损失。
通过测量系统的功率损耗和效率，可以评估系统设备的运行效果，并为节能和降低供电成本提供依据。
综上所述，检测电力系统的静态特性主要涉及线路阻抗、电压和电流相位、稳态电压和电流、功率因数、故障电流和局部电压、电压暂降和电压波动、功率损耗和效率等参数。
电力系统静态稳定性分析摘要近几年，电力系统的规模日益增大，系统的稳定问题越来越严重地威胁着电网的安全稳定运行，对电力系统的静态稳定分析也成为一个十分重要的问题。
为提高和保证电力系统的稳定运行，本文主要阐述了电力系统静态稳定性的基本概念，对小干扰法的基本原理做了研究，并利用小干扰法对简单的单机电力系统进行了简要的分析。
且为了理解调节励磁对电力系统稳定性的影响，本文做了简要要研究，并以单机系统为实例，进行了简单地分析。
本文通过搜集相关资料，整理了保证和提高电力系统静态稳定性的措施。
关键词：电力系统，静态稳定，小干扰分析法 ,励磁调节ABSTRACTIn recent years, the scale of power system is increasing,so system stability problem is increasingly serious threat to the safe and stable operation of power grid,and power system static stability analysis has become a very important problem.In order to improve and ensure the stable operation of electric power system, this paper mainly expounds the basic concept of the static stability of power system,using the small disturbance method basic principle to do the research, and the use of small disturbance method for simple stand-alone power system undertook brief analysis. And in order to understand the regulation of excitation effects on the power system stability, this paper makes a brief to research, and single system as an example, undertook simple analysis.In this paper, by collecting relevant information, organize the guarantee and improve the power system static stability measures.Key words power system , static stability, small signal analysis method of excitation regulator目录摘要IABSTRACTII第1章绪论11.1 研究电力系统静态稳定性的目的以与原则11.2 本文采用的解决电力系统静态稳定性问题的方法11.3 课题研究的成果和意义1第2章电力系统静态稳定性简析22.1 电力系统的基本概念22.11电力系统的定义22.12电力系统的运行特点和要求22.2电力系统静态稳定性的基本概念22.21电力系统静态稳定性的定义22.22电力系统静态稳定性的分类32.23 电力系统静态稳定性的定性分析7第3章小扰动法分析简单系统的静态稳定性113.1 小扰动法基本原理113.2小扰动法分析简单电力系统静态稳定性12第四章调节励磁对电力系统静态稳定性的影响164.1 不连续调节励磁对静态稳定性的影响164.2 实例分析励磁调节对稳定性的影响17第5章提高电力系统静态稳定性的措施205.1提高静态稳定性的一般原则205.2 改善电力系统基本元件的特性和参数215.21 改善系统电抗215.22改善发电机与其励磁调节系统的特性215.23 采用直流输电225.3 采用附加装置提高电力系统的静态稳定性225.31 输电线路采用串联电容补偿225．32 励磁系统采用电力系统稳定器PSS 装置23 第6章结论24辞25参考文献26第1章 绪论1.1 研究电力系统静态稳定性的目的以与原则电力系统是一个复杂的大规模的非线性动态系统，其稳定性分析是是电力系统规划和运行的最重要也是最复杂的任务之一。
