考虑负荷不确定性的电力系统电压稳定性评估

发布时间：2017-08-21 09:26

  本文关键词：考虑负荷不确定性的电力系统电压稳定性评估

  更多相关文章： 电力系统 电压稳定性 负荷波动 风险评估 概率潮流 拉丁超立方抽样 模糊理论

【摘要】：近年来,国内外发生了许多起电压崩溃事故,造成了社会混乱和巨大的经济损失。同时,随着负荷需求量不断增长,电力系统的运行状态越来越接近其稳定极限,电压稳定性问题成为学者们研究的焦点。本文主要考虑负荷不确定性对电力系统电压稳定性的影响,基于不同分析方法对电力系统电压稳定性进行评估。针对电力系统静态电压稳定性分析方法,改进了基于改进二分法的电力系统电压稳定性分析方法。将其应用于太原220kV实际系统来确定系统的薄弱环节,并将计算结果与传统连续潮流法进行了对比。结果表明,改进二分搜索法正确可靠,且在算法收敛性方面优于传统连续潮流法。针对在不确定因素影响下的电力系统电压稳定性分析,采用基于拉丁超立方抽样的概率潮流风险评估方法。考虑负荷波动极限,给出电压稳定性风险评估指标。结合N-1故障分析法,用基于拉丁超立方抽样的概率潮流模拟法评估不同负荷波动引起的电力系统电压崩溃状态。分析崩溃时负荷及节点电压的分布并绘制相应分布曲面,考察电力系统电压崩溃的可能性和严重性,以及负荷波动对各节点电压的影响。以IEEE 30节点系统以及太原220kV实际电网为例进行了验证。结果表明,所提方法找到了系统崩溃时负荷、节点电压、系统负荷总量的分布规律；所提指标具有正确性、一致性,在实际应用中具有可行性。针对电力系统电压稳定性分析中的模糊不确定因素,采用基于模糊理论的电压稳定性分析方法。通过建立电压的模糊数学模型,应用基于自适应原理的蒙特卡罗方法对系统状态进行抽样,采用模糊熵作为系统电压质量,对系统的电压稳定性进行分析。以IEEE 14节点系统为例进行验证。结果表明,所提方法可以确定系统的薄弱区域,并分析系统崩溃的比例、电压均值随负荷增量的变化趋势。与蒙特卡罗模拟法进行相比,证明所提方法能够提高抽样效率。根据所提出的电压稳定性评估方法,利用MATLAB软件设计了考虑负荷不确定性的系统电压稳定性评估软件。
【关键词】：电力系统 电压稳定性 负荷波动 风险评估 概率潮流 拉丁超立方抽样 模糊理论
【学位授予单位】：太原理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM712
【目录】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-11
• 第一章 绪论11-19
• 1.1 课题提出的背景和意义11
• 1.2 电压稳定性定义11-12
• 1.3 电压稳定指标12-15
• 1.3.1 状态指标12-13
• 1.3.2 裕度指标13-15
• 1.4 电压稳定性分析方法15-18
• 1.4.1 静态分析方法15
• 1.4.2 动态分析方法15
• 1.4.3 非线性动力学方法15-16
• 1.4.4 概率分析方法16
• 1.4.5 风险评估方法16-18
• 1.5 论文的主要工作18-19
• 第二章 基于改进二分法的电力系统电压稳定性分析方法19-37
• 2.1 系统元件模型19-21
• 2.1.1 发电机出力约束19-20
• 2.1.2 负荷模型20
• 2.1.3 线路模型20-21
• 2.2 确定性潮流模型21-25
• 2.2.1 连续潮流法21
• 2.2.2 改进二分搜索法21-25
• 2.3 电压稳定性指标25-27
• 2.4 算例分析27-35
• 2.4.1 改进潮流计算方法28-33
• 2.4.2 系统电压稳定性指标33-35
• 2.5 本章小结35-37
• 第三章 基于拉丁超立方抽样概率潮流的电压风险评估方法37-61
• 3.1 基于拉丁超立方抽样概率潮流的电压风险评估流程37-38
• 3.2 选取概率潮流计算方法38-41
• 3.2.1 蒙特卡罗模拟法38
• 3.2.2 拉丁超立方抽样38-41
• 3.3 确定各负荷节点负荷的变化范围41
• 3.3.1 确定负荷变化范围的上限41
• 3.3.2 确定负荷变化范围的下限41
• 3.4 通过概率潮流方法获取系统的崩溃状态41-43
• 3.5 建立多尺度电压稳定性风险评估体系43-48
• 3.5.1 电压风险指标43-45
• 3.5.2 负荷节点类型指标45-46
• 3.5.3 系统承受负荷能力风险指标46-47
• 3.5.4 系统负荷损失风险指标47-48
• 3.6 算例分析48-58
• 3.6.1 IEEE30节点系统48-54
• 3.6.2 太原市220kV电网54-58
• 3.7 本章小结58-61
• 第四章 基于模糊理论的电压稳定性评估方法61-75
• 4.1 基于模糊理论的电压稳定性评估流程61-62
• 4.2 对系统状态进行分级62-63
• 4.3 建立电压的模糊数学模型63-67
• 4.3.1 模糊理论简介63-64
• 4.3.2 模糊集合隶属函数64-65
• 4.3.3 电压的模糊数学模型65-67
• 4.4 建立模糊电压指标67-69
• 4.4.1 模糊熵的定义67
• 4.4.2 常见的模糊熵公式67-68
• 4.4.3 模糊电压指标68-69
• 4.5 通过自适应蒙特卡罗模拟法分析各系统状态等级的电压质量69-70
• 4.5.1 自适应抽样原理69-70
• 4.5.2 基于自适应蒙特卡罗模拟法计算流程70
• 4.6 算例分析70-73
• 4.7 本章小结73-75
• 第五章 电力系统电压稳定性分析软件设计75-89
• 5.1 软件开发环境概述75
• 5.2 软件功能介绍75-76
• 5.3 软件界面介绍76-88
• 5.3.1 获取系统参数模块78-79
• 5.3.2 基于改进二分法的电力系统电压稳定性评估模块79-81
• 5.3.3 基于拉丁超立方抽样概率潮流的电压风险评估模块81-86
• 5.3.4 基于模糊理论的电压稳定性评估模块86-88
• 5.4 本章小结88-89
• 第六章 总结与展望89-93
• 6.1 主要研究成果与结论89-91
• 6.2 有待进一步开展的工作91-93
• 参考文献93-99
• 致谢99-101
• 攻读学位期间取得的成果101

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本文编号：712102