静态安全分析(三)

Ward等值法的改进措施（3）
非基本运行方式下WARD等值校正：
先以内部系统实时数据作状态估计，求出边界节点的电压模值与电压相角； 然后以所有边界节点作为平衡节点，对基本运行方式下的外部等值系统（由边界节点及保留的外部系统节点组成）作潮流计算。 对保留的PV节点：有功注入为0，电压模值为给定值，相角取边界节点相角平均值。 潮流计算求得的边界注入用于校正基本运行方式下的注入。 如果校正后注入进行状态估计时，与内部信息有较大残差，可修改边界节点电压模值与相角，重复计算2－3次。
第三节 支路开断模拟
第三节 支路开断模拟
直流潮流数学模型
写成另一种形式
其中
直流潮流的断线模型 应用直流潮流模型求解输电系统的状态和支路有功潮流非常简单。而且，由于模型是线性的，故可以快速进行追加和开断线路后的潮流计算。 原理：原网络直流潮流公式： 当支路（或追加）开断后，而注入功率P没有变化时，直流潮流公式为：
Ward等值法的改进措施（1）
并联支路的处理
等值后的并联支路，代表了从边界节点看出去的外部网络对地电容和补偿并联支路。
因为外部网络的串联阻抗值较小，所以外部系统的并联支路有集聚于边界节点的趋势。
因此：等值时尽量不用并联支路，而通过求边界的等值注入来计及影响。考虑并联支路聚集效应。
等值在边界的并联支路，产生错误的并联支路响应模型。如：边界节点电压微小变化，导致并联支路无功功率显著增加。
电力系统运行状态（2）
电力系统运行状态（3）
正常状态的电力系统可分为安全正常状态与不安全正常状态。 已处于正常状态的电力系统，在承受一个合理的预想事故集（contingency set）的扰动之后，如果仍不违反等约束及不等约束，则该系统处于安全正常状态。 如果运行在正常状态下的电力系统，在承受规定预想事故集的扰动过程中，只要有一个预想事故使得系统不满足运行不等式约束条件，就称该系统处于不安全正常状态。 预防控制：使系统从不安全正常状态转变到安全正常状态的控制手段。

事故。对系统安全性的分析，涉及到系统故 障后的稳态行为和暂态行为，相应地安全 分析也分为静态安令分析和动态安全分析 两个领域。电力系统的静态安全分析仅考 虑事故后稳态运行情况的安全性，它研究 系统中的元件开断引起支路有功潮流及母 线电压越限，如果出现越限，就要采取相应 的校正控制策略消除越限，保证系统的正 常运行。静态安全分析是电力系统调度部 门在调度过程中必须进行的一项重要工 作，其目的是提高系统运行的安全性。在本 文中。我们将重点讨论静态安全分析的问
后果。自２０世纪６０年代以来，大面积停电事 故时有发生，在经济上造成了巨大的损失， 因此，各国对电力系统的安全性分析，开始 给予了足够的重视，成为七、八十年代非常 活跃的研究领域。特别是２００３年８月１４日发 生的美加大停电事故，造成的经济损失和 社会影响更加严重，引起了人们对电力系 统安全性的强烈关注。如何提高系统的安 全性，将重点放在了如何对系统进行安全 分析，必须从系统规划、系统调度操作以及 系统维修计划等方面做统一而全面的考 虑，并最终集中体现在系统的运行条件上。 当互连系统运行中发生故障时，保证 对负荷持续供电的能力，即系统保证避免 引起广泛波及性供电中断的能力，这就是 电力系统的安全性问题，它涉及到系统的
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国民经济发展水平的重要标志是电力
工业。现代社会的不断发展，促使用电需求
率供需必须平衡，一类是不等式约束条件， 即系统中的某些变量必须在一定限值以 内，如各节点的电压模值、机组的有功和无 功出力、支路潮流等。同时满足等式和不等 式条件的系统，才可以认为是处于正常状 态。在考虑预想事故集的情况下，根据系统 对以上两类约束条件的满足情况，可将电 力系统分为四种运行状态： （１）安今正常状态－（２）不安全正常状态。 （３）紧急状态，（４）待恢复状态。

REI把外部网中的节点注入功率加以归并，移到外部的一个或少数几个节点上、原来的外部网络就变成了无源网络，然后再对外部的无源网络进行等值。

在Ward型等值法中，外部等值的构成只利用了外部系统的拓扑结构数据，而外部系统的运行状态只由边界节点的等值注入来考虑。

这种拓扑结构与运行状态的可分离性，使用Ward型等值在在线应用上十分方便。

当当前的运行状态不同于构成外部等值时的运行状态时，如果外部系统的拓扑结构没有改变，则只需要进行边界匹配来修正等值注入，就能适应当前的运行现状。

但是在REI等值法中，就不是这种情况．因为外部系统的某一特定运行状态已被结合进REI网络的支能导纳之内。

因此，当REI型等值应用于实时条件下时，由于外部系统运行状态的变化，按理不得不重新计算REI网络的导纳参数。

但是这是不现实的。

Ward等值的原理和特点：将电网节点分为三类：I为内部节点集合，B为边界节点集合，E为外部节点集合，用等值的方法取代外部系统（即无需详细计算的部分）。

这种方法的缺陷：1)等值网可能有一个解答，但求解的方法不能使它收敛；2)等值网可能收敛到一个物理上不合理的解答上；3)等值网可能收敛到一个所需的解答上，但迭代次数要多于为简化网；4)等值网解答的准确度可能是难以接受的。

这主要反映在无功潮流方面；Ward等值的改进：1)在等值过程中最好不要考虑外部系统的并联支路。

而这些并联支路的作用可以在边界的等值注人中，与外部系统的运行状态一并考虑。

2)保留外部系统中部分重要PV节点。

静态安全分析是研究元件有无过负荷及母线电压水平是否符合要求，有无越限，以检验电网结构强度和运行方式是否满足安全运行的要求。

静态安全分析一般采用N-1开断计算方法，在所研究的潮流方式基础上，逐个无故障断开线路、变压器等单一元件，再进行潮流计算，获得N-1开断后的潮流分布。

静态安全分析的主要判据是N-1开断后设备不过载，系统母线电压不越限。

静态等值的必要1)随着电力建设事业的发展，电网逐步形成巨大的互联系统。

1 YBB YBEYEE YEB
二．电力系统静态等值 (3)根据式(3-15)计算出分配到边界节 点上的注入功率增量，并将其加到边界节 点原有注入功率上，得到边界节点的等值 Q 。也可以用以下的简便方法 注入 P 、 来计算边界节点上的等值注入，如假定边 界节点为 i ，则计算式为 P U g g U U g cos b sin
E

BE
1 EE
二．电力系统静态等值 对于线性系统来说式(3-8)和式(3-9)是 一个严格的等值，只要 I 不变，在任何 I 、 I 时，由式(3-8)求得的 U 和 U ，同原始的 未等值全网的计算结果完全一致。在实际 应用时，需用注入功率来代替注入电流， 即 S 1 I diag U S (3-11)
E E
Y BE 0
EE
EB
YBB YIB
Y BI U B I B YII U I I I
(3-2)
二．电力系统静态等值
或写成 (3-3) (3-4) Y U Y U Y U I (3-5) Y U Y U I 消去外部系统的节点，即消去式(3-2) 中的 U ，则从式(3-3)中得 U Y I Y Y U (3-6) 将上式代入式(3-4)得 Y Y Y Y U Y U I Y Y I (3-7) 合并式(3-7)与式(3-5)可得
0 i
0 i
ij
ij
0 ij
io
io
二．电力系统静态等值 这种方法特别适宜于在线应用，因为 内部和边界的节点电压模值、电压相角与 联络线潮流都可以由状态估计来提供。 Ward等值后的网络接线，如图3-2所示。