电力系统暂态稳约束关于控制量梯度的新算法.pdfVIP

第一章绪论 第一章绪论 1．1引言 随着社会的发展文明的进步，电力工业在人类社会成为越来越不可或缺的 一部分。“西电东送、南北互供”以及全国联网“】的实施使得我国的电力系统正 逐步形成以大机组、大电网、超高压、长距离、大区联网和交直流混合输电为 特征的复杂大系统。这在带来一系列经济效益的同时，也使得电网结构和运行 方式也变得日益复杂，使电力系统安全稳定问题变得更加突出，对电力系统的 可靠及运行管理水平提出了更高的要求。而一旦系统发生稳定破坏事故，若未 能及时采取有效的控制措施，则可能波及到其他互联网络中，甚至引发大面积 停电事故，造成严重的经济损失和恶劣的社会影响[2。71。 同时由于我国电力市场的启动和实施，虽然在整体上提高了电力系统的经 济效益和社会效益，但是这也使得电力系统的动态行为变得越来越复杂，区域 间的功率交换更加频繁，线路的承载度大大提高，系统的运行越来越接近稳定 极限。这些因素都使得电力系统的安全稳定问题面临新的挑战‘孙14】。 电力系统的互联使得在广阔的地域内进行资源的优化配置，互通有无，相 互支援成为可能。但是，在紧密相连的互联电力系统中，一个局部故障能迅速 向整个系统传播，如果说小型电力系统发生事故造成的停电只是局部的，而这 样的大规模电力系统一旦发生稳定性破坏事故，造成的连锁反应，就会引起大 面积、长时间的停电，后果将是非常严重的。近年来国内外发生了多起停电事 故，如：1996年7—8月美国西部电网(wSCC)接连2次大停电事故，美国总 统甚至认为停电事故己“危及国家安全”：1998年，台湾省的大停电事故，其 损失电量甚至超过了wSCc的大停电事故；2003年下半年在北美和加拿大、英 国伦敦、瑞典一丹麦、意大利都先后发生过大面积停电事故，震惊世界。特别 是，2003年8月14曰美加大停电波及5000万人口的供电范围，造成重大经济 损失，是美国历史上最严重的停电事故。 值得注意的是，这几次大停电事故均发生在发达国家或地区，它们电网的 网架结构相当强壮。这些事实再一次表明了，不论电网发展到什么阶段，都应 第一一章绪论 当将确保电力系统的安全稳定运行作为电力生产的第一要务【4。41。同时这也表 明了，要使电网大的扰动冲击下，不至于发生一系列的连锁故障而崩溃，仅依 靠一一次系统的网络结构是不够的，还必须在实际运行中加强对系统的动态安全 分析，检验系统在合理预想事故扰动下保持暂态稳定性的能力，并针对事故采 取各种紧急控制措施来提高系统的稳定运行水平【2_3，15，231。 当前在我国，由于电力二[业发展相对落后于国家经济的发展，以至于出现 了严重缺电和限电现象，这些问题都是难以在短时间内通过电网建设、备用容 量的增加以及新型装置的投入来解决。因而在电网实际运行中，可以通过合理 地运用相对经济的紧急控制和预防控制等手段来提高系统的稳定运行水平 【20，2”。工程实践表明，预防控制措施在提高系统暂态稳定水平上还是比较有效， 相应的算法也在过去几十年问得到广泛的研究【22_5”。 预防控制是指在网络参数、故障变化以及负荷水平给定的情况，通过调节 系统的控制变量来合理安排运行方式，以提高系统的暂态稳定水平并维持系统 在预想事故扰动下的暂态稳定，防止局部事故扩大引发大规模的停电事故。在 有些文献中，这种控制措施称为动态安全经济调度或考虑暂态稳定性约束的发 电计划再调整m】等。从这层意义来考虑，预防控制可以作为一个典型的寻优问 题来处理，而系统运行规划人员面临的问题就是如何快速准确地从运行条件所 确定的可行解集合中寻找一种最优意义上的预防控制措施，在有些文献中称其 nowconstraitledTransient 为考虑暂态稳定性约束的最优潮流(Optimalpower by Stability，缩写为0TSl【45-5”。 作为寻优问题的预防控制所具有的技术经济意义是传统的最优潮流 Power (op廿mal Flow)所无法实现的。对于实际系统，由常规OPF所确定的运行 方式往往无法满足系统在暂态过程中的稳定性要求，因而有必要在进行暂态稳 定性分析的基础上作相应的调整；在阻前由于缺乏有效的分析方法，工程人员 往往是在