利用PQ-QV节点转换求取PV曲线的潮流算法研究

发布时间：2017-09-17 13:30

  本文关键词：利用PQ-QV节点转换求取PV曲线的潮流算法研究

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【摘要】：如今,电力系统逐渐呈现出大电网、高电压和大机组特征,电力需求量亦日益增大,电能往往通过高压长距离输电线路输送到负荷中心,在这种背景下,整个电力系统多运行在重负荷条件,系统也往往运行在稳定极限附近,电网局部甩负荷或大面积停电概率增加,进而发生电压失稳或电压崩溃的可能性也有所上升,总之,电力系统的电压稳定问题值得受到业内的高度重视。作为分析电力系统电压稳定的有效方法,基于常规潮流算法的P-V曲线存在两个缺点：一是在接近曲线拐点或最大功率点时系统潮流发散,迭代矩阵奇异,无法获得潮流解；二是在仿真中无法反映区域负荷增加时系统各发电机的出力的真实变化。而运用连续潮流算法,必须在迭代矩阵中增加一维来克服奇异。基于此,本文提出了基于PQ-QV节点转换求取PV曲线的潮流算法,并作了以下工作：围绕P-V曲线求取,深入分析矩阵特征值求取、矩阵正交化实现、矩阵奇异性判别和矩阵谱半径求取等内容；对连续潮流法和灵敏度分析的基本原理做了详细分析,为后续提出基于PQ-QV节点转换求取PV曲线的潮流算法,对潮流方程注入量逐步增加方式奠定基础。从系统电压稳定电路模型出发,深入分析两节点电力系统系统(无穷大节点与负荷节点)的电压稳定性,运用等值理论将多节点复杂电网跟两节点系统推出的有效证明联系起来,提出并推导利用PQ-QV节点转换的方法求解完整P-V曲线的节点转换理论；进一步的,推导直角坐标和极坐标下PV节点、PQ节点、QV节点的平衡方程,为多节点系统应用PQ-QV节点转换理论奠定基础。提出极坐标下的系统薄弱节点法,通过对雅克比矩阵进行奇异值分解,获得雅克比矩阵的奇异值和左、右特征向量,掌握奇异值和奇异向量的代数结果在电力系统稳定问题中代表的含义,并提出两种算法可针对不同情况求取系统薄弱节点。以PQ-QV节点转换理论为基础,编程实现基于此理论的潮流计算方法,并以IEEE 9、IEEE 43标准算例为仿真载体,分别应用本文所提方法获取系统薄弱节点的P-V曲线,并针对IEEE 43节点算例分析了左右特征值和参与因子,进而分析了系统电压稳定性和系统稳定裕度,为算法进一步应用于实际系统奠定了基础。
【关键词】：电压稳定 QV潮流 PQ-QV节点类型转换 P-V曲线 薄弱节点分析
【学位授予单位】：华北电力大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM744
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 绪论9-18
• 1.1 课题背景及研究的目的和意义9-10
• 1.2 潮流计算的发展综述10-11
• 1.2.1 潮流计算方法简述10-11
• 1.2.2 系统节点类型说明11
• 1.3 电压稳定研究的发展综述11-16
• 1.3.1 静态电压稳定基本内容12
• 1.3.2 静态电压稳定研究方法12-14
• 1.3.3 静态电压失稳原因14-15
• 1.3.4 连续潮流法研究现状15-16
• 1.4 论文的主要工作16-18
• 第2章 求取PV曲线的节点转换潮流算法原理18-26
• 2.1 引言18
• 2.2 牛顿-拉夫逊法的数学思想描述18-20
• 2.3 矩阵特征值、奇异性与谱半径20-22
• 2.3.1 矩阵特征值20
• 2.3.2 矩阵正交化20-21
• 2.3.3 矩阵奇异性(SVD)21-22
• 2.3.4 矩阵谱半径22
• 2.4 连续潮流法的基本原理22-24
• 2.4.1 预测步实例化23-24
• 2.4.2 校正步实例化24
• 2.5 灵敏度分析法的基本原理24-25
• 2.6 本章小结25-26
• 第3章 节点转换求取PV曲线的理论框架及算法26-42
• 3.1 引言26
• 3.2 2节点P-V曲线的电路模型26-27
• 3.3 节点转换理论27-35
• 3.3.1 电力系统的等值化简27-28
• 3.3.2 节点转换理论28-31
• 3.3.3 两节点系统的程序设计31-35
• 3.4 直角坐标下利用PQ-QV节点转换的牛顿-拉夫逊法35-37
• 3.4.1 PQ、PV节点方程35-36
• 3.4.2 QV节点方程36-37
• 3.5 极坐标下利用PQ-QV节点转换的牛顿-拉夫逊法37-38
• 3.5.1 PQ、PV节点方程37-38
• 3.5.2 QV节点方程38
• 3.6 基于极坐标牛顿-拉夫逊法的系统薄弱节点分析38-41
• 3.6.1 奇异值分解38-39
• 3.6.2 奇异值求解步骤39-41
• 3.7 本章小结41-42
• 第4章 程序设计及算例分析42-58
• 4.1 引言42
• 4.2 算法的程序设计42-47
• 4.2.1 直角坐标下修正方程的改变及算法流程42-44
• 4.2.2 极坐标下修正方程的改变及算法流程44-47
• 4.3 IEEE 9节点系统47-51
• 4.4 IEEE 43节点测试系统51-57
• 4.5 本章小结57-58
• 第5章 结论与展望58-60
• 5.1 结论58-59
• 5.2 展望59-60
• 参考文献60-64
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文及其它成果64-65
• 攻读硕士学位期间参加的科研工作65-66
• 致谢66-67
• 附录67-71
• 附录1 IEEE 9节点系统67-68
• 附录2 IEEE 43节点系统68-71

【参考文献】

中国硕士学位论文全文数据库 前1条

1 陈敏;基于最小奇异值灵敏度的静态电压稳定分析与研究[D];华中科技大学;2007年

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本文编号：869674