電力系統(tǒng)電壓態(tài)勢分析與控制的研究.pdf

1、及時掌握并保持良好的電壓態(tài)勢對于電力系統(tǒng)的安全、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟運行具有十分重要的意義。本文在如何快速預(yù)警電壓態(tài)勢、如何優(yōu)化和控制電壓態(tài)勢等方面開展了深入研究，內(nèi)容涉及電壓態(tài)勢指標(biāo)的快速求取方法、電壓態(tài)勢預(yù)警等級的模糊綜合評判方法、通過預(yù)調(diào)度周期內(nèi)無功資源的恰當(dāng)預(yù)留與釋放對電壓態(tài)勢進行優(yōu)化調(diào)控的方法、基于多Agent的電壓態(tài)勢綜合調(diào)控系統(tǒng)的構(gòu)建等方面。這些工作對于及時掌控和改善電壓態(tài)勢將發(fā)揮積極的作用。 首先，本文從大型實際電力系統(tǒng)電

2、壓態(tài)勢在線實時預(yù)警的需要出發(fā)，提出了一種由戴維南等值動態(tài)獲得負荷阻抗步進量并進而快速求得PVZ曲線的方法。該方法只需在曲線求解過程之前進行一次性的節(jié)點導(dǎo)納矩陣及其因子表的形成運算，而隨后的PVZ曲線求解過程由特定的戴維南等值方式進行負荷阻抗動態(tài)步進快速完成。PVZ曲線求解過程結(jié)束前的計算具有較好的收斂性，且由戴維南等值求取負荷阻抗步進量的計算量幾乎可以忽略不計。這些特點使得整個算法具有了很高的計算效率，完全能夠滿足在線實時分析的時間要求

3、。同時，由該方法獲得的曲線點具有分布于PV曲線臨界點兩側(cè)的可能性，這為采用內(nèi)插而非外推的方式逼近臨界功率點提供了可能。事實上，無論曲線點如何分布，由該方法求得的最后一些點都會十分接近真正的臨界功率點，這為最終通過函數(shù)逼近方式高精度地求得臨界功率點提供了數(shù)學(xué)前提。該方法具有的能夠高精度地快速分析電壓靜態(tài)穩(wěn)定性的性能為論文后續(xù)電壓態(tài)勢預(yù)警工作快速計算關(guān)鍵指標(biāo)奠定了基礎(chǔ)。 其次，考慮到電壓態(tài)勢是由電力系統(tǒng)內(nèi)外多種因素綜合動態(tài)作用的結(jié)果

4、，本文選擇兩類指標(biāo)建立電壓態(tài)勢預(yù)警指標(biāo)集，即從系統(tǒng)當(dāng)前狀態(tài)和未來一定時間后的預(yù)估狀態(tài)中選擇特定的電氣量形成物理指標(biāo)、從系統(tǒng)外部選擇特定的氣候量形成環(huán)境指標(biāo)。同時，考慮到電壓態(tài)勢預(yù)警等級與各指標(biāo)之間存在的模糊性，本文在定性劃分電壓態(tài)勢預(yù)警等級的基礎(chǔ)上，提出了定量評估電壓態(tài)勢預(yù)警等級的兩層次模糊綜合評判法。該方法為調(diào)度人員預(yù)知系統(tǒng)電壓態(tài)勢提供了一種簡便快速的分析手段，為緊急態(tài)勢到來之前采取正確的預(yù)防策略和措施提供了時間上和心理上的準(zhǔn)備。

5、 然而，僅僅預(yù)知系統(tǒng)的電壓態(tài)勢還遠不夠，還需要加強控制系統(tǒng)電壓態(tài)勢走向的主動性，這就要求對預(yù)調(diào)度時間級和在線調(diào)度時間級進行協(xié)調(diào)使電壓態(tài)勢得到有效改善。根據(jù)這一要求，本文建立了預(yù)調(diào)度時間級與在線調(diào)度時間級協(xié)調(diào)的基本框架和數(shù)學(xué)模型，提出了預(yù)調(diào)度周期內(nèi)合理預(yù)留和釋放無功資源的策略與方法。協(xié)調(diào)基礎(chǔ)上的預(yù)留和釋放有助于改善電壓態(tài)勢，增強運行與調(diào)度人員掌控電壓態(tài)勢的能力。 由于電力系統(tǒng)運行方式存在復(fù)雜性、影響電壓態(tài)勢的各種因素存在不同性

6、質(zhì)的隨機性或不確定性，有可能導(dǎo)致基于預(yù)測或預(yù)估基礎(chǔ)上的電壓態(tài)勢預(yù)警發(fā)生偏差、電壓態(tài)勢調(diào)控目標(biāo)出現(xiàn)偏離。這時就需要相應(yīng)的電壓態(tài)勢預(yù)警與調(diào)控系統(tǒng)增加自治處理未知擾動的能力，而Agent具有包括自治性在內(nèi)的多種優(yōu)良特性，可以在此場合發(fā)揮積極作用。因此，本文最后在提出電壓態(tài)勢綜合調(diào)控系統(tǒng)構(gòu)建原則的基礎(chǔ)上，設(shè)計了基于多Agent的電壓態(tài)勢綜合調(diào)控系統(tǒng)框架，分析了該系統(tǒng)的運行機制，并通過某實際電力系統(tǒng)緊急工況的場景模擬說明了上述綜合系統(tǒng)的作用。構(gòu)建