电力系统调度自动化 9静态安全分析2(静态安全评定)
时间:2025-07-11
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静态安全分析2(静态安全评定、 控制对策、最优潮流
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电力系统静态安全评定 在某一预想事故下,考察系统的静态安全性– 支路电流过载 – 母线电压越限 – 丢失负荷
X
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电力系统静态安全评定(续)自动故障选择 开断)对系统安 定义:按元件故退出运行(开断 ◎定义:按元件故退出运行 开断 对系统安 全性影响的严重程度排序 ◎被开断的元件 串联支路-- --输电线和变压器 串联支路--输电线和变压器 并联支路-- --发电机和负荷 并联支路--发电机和负荷 ◎严重程度指标 有功支路过负荷 节点电压越界 丢失负荷
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静态安全评定(续)◎有功过负荷指标 PI0=ΣWj(Pj0/Pjmax)2 当元件k开断时, 当元件 开断时,该指标为 开断时 PIk=ΣWj(Pjk/Pjmax)2 其增加量为 PIk=PIk-PI0 扫描, 大小排序, 对k=1,2,…,m扫描,并按 扫描 并按 PIk 大小排序, PIk 大的 元件k开断对系统影响最严重 元件 开断对系统影响最严重
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静态安全评定(续)◎无功电压指标Vmeani = (V max i + V min i ) / 2其中V max i :母线i电压上限,V min i : 母线i电压下限。
PI = ∑ ((Vi Vmeani ) /(V max i V min i ))i =1
N
2
其中Vi : 母线i的当前电压
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交流开断潮流思路基态 潮流
基态网络
开断 元件
修正 元件1 开断 潮流1
修正 元件2 开断 潮流2
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矩阵求逆辅助定理 A是nXn阶非奇异矩阵,B是rXr阶非奇异矩阵, r<<n。C和D分别是nXr阶和rXn阶矩阵,则有
( A ± CBD ) 1
+
1
=
A A C ± B + DA C
1
(
1
1
)
1
DA
1
因为B的阶次较小(r<<n),所以上式计算B-1 十分容易。如果A-1已求出,当A发生小的变化 时,用A-1求变化后矩阵的逆将十分容易
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不同的开断处理 支路(线路,变压器)开断– 网络结构发生变化,迭代矩阵改变,注入 功率不变
发电机,负荷开断– 网络结构不变化,只改变注入功率
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快速支路开断潮流算法 迭代矩阵的修正算法 以快速解耦潮流算法的有功迭代为例
P θ = B ' V θ θ → θ 1~
当支路l开断以后 , '变成 B′ , P 变成 P’ B
1 T B′ = B '+ M l M l xl~
M l = [1 1]
T
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迭代矩阵的修正算法 1 X ' = B' ,3 1 2 3 1 Ml
C ' = X ' Ml 1
1 % ′ =(B′) = B'+ M 1 MT X % l l xl T l
支路1 A = 节点1 1 节点2 -1
支路2
支路3
1 0
0 1
2
= X ' X ' Ml ( xl + M X ' Ml ) M X ' 1 T l
C 'C ' = X ' = X ' T xl + Ml C ' xl + X 'ii + X ' jj 2X 'ij
T
( X 'i X ' j )( X 'i X ' j )T
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P迭代修改为:l % 1 P θ = B V θ θ → θ
Q迭代修改为:
1 Q % V = B '' V V V → V
l
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1 2 2 5 B′ = 2 5
2 5 = 1 2 3 5
9 10 2 5
2 5 = 11 15
0.4 0.9 0.4 0.733
0.4 0.9 1.466 0.8 1 0.733 0.4 ′ = B′ 1 = X = = 0.4 0.733 0.5 0.4 0.9 0.8 1.8 0.666 1.466 0.8 1 0.666 0.444 ′ = X ′M l = ′C ′T = = C C 0.8 1.8 1 1 0.666 1
1
xl + M lT C ' = 3.334
1.222 C 'C ' T P l θ = [ X ' ][ ]= T 5.266 xl + M l C ' V
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发电机开断的模拟 当发电机开断时,整个系统的发电功率不足以 供给有功负荷需要,系统频率将降低。 借助发电机调速器的作用,系统中各发电机都 会自动增加出力来恢复系统频率。 由于调速器有一定的调差系数,整个系统频率 将会稳定于略低于额定频率的值。 这一过程在几秒到十秒内结束。届时,所有发 电机的有功出力都将发生变化。 发电机开断时潮流迭代矩阵不变,只是节点注 入变化。
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发电机组出力的变化 节点k上发生发电机开断,该节点注入 k ∈G 功率将变为 Pk′ = Pk + Pk , 其它节点的注入功率也将变化:Pi ′ = Pi + Pi , i ∈G
忽略网损变化则有 Pk +i ∈G i≠k
∑ Pi = 0
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发电机组出力的变化(续)发电机组i的调差系数:
σ i* = 1
f / f 0 PGi / PGN
σ% = 2 ~ 5KG = 20 ~ 50
频率响应特性:
K Gi*
P / P = = Gi GN ( > 0) σ i* f / f 0
忽略网损变化则有:
Pk +
i ∈G i≠k
∑ Pi = 0
Pi f ( Pk ) K Gi K Gi Pi = = ( Pk ) = ( Pk ) + Pk / f ∑ Pj / f ∑ KGjj∈G j≠k j∈G j≠k
Pi =
∑
K Gi K Gi Pk
Pk
i ≠ k i = k
i ∈G i≠ k
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发电机开断的讨论 若发电机节点为PV节点,机组开断后变 成PQ节点(P=Q=0),涉及节点类型转 换的处理,无功迭代的矩阵B’’要变 若发电机节点为PQ节点,节点类型不变 迭代公式右侧– P=Psp-P(x), – Q=Qsp-Q(x) – 发电机开断时给定量Psp 要变化。
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