计及感应电动机负荷的电压稳定分析及其应用研究-电力系统及其自动化专业论文.docx

中圈电力科学研究院博士学位论文 中圈电力科学研究院博士学位论文 摘蔓 摘 要 电力作为最重要的二次能源与现代社会息息相关，电力系统安全稳定运行是国民经 济健康发展和人民生活正常秩序的重要保证，电压稳定是电力系统安全稳定运行的必要 前提。 近年来，国外发生了多起因为电压失稳导致的大规模停电事故，在经济上造成巨大 损失，严重影响了社会生活。我国最近几年虽未发生全网性的停电事故，但伴随着电网 规模的扩大，负荷中心的局部停电事故增多，而且每次停电事故造成的经济损失也随着 增大。当前，随着我国电力系统进入了大电网、高电压、大机组和远距离输电的时代， 以大容量远距离西电东送和大规模受端电网为主要特征的全国互联电网基本形成，随着 电网互联的不断发展、电力受端系统负荷规模的日益扩大和电力体制的改革，电力系统 运行将面临日益突出的电压稳定问题。因此，有必要借鉴国外恶性电压崩溃事故和我国 电网过去局部电压失稳的教训，研究大电网特别是受端电网的电压稳定性，从理论上分 析电压失稳的前提条件、影响因素和发展过程机理；研究适合于在线应用的电压稳定指 标，为电网在线监测、预防和校正控制提供理论依据，避免恶性电压崩溃事故发生。 本论文以计及感应电动机负荷的电压稳定分析及其应用为主要研究内容，对电力系 统小干扰电压稳定和短期大干扰电压稳定分析方法及其应用进行了系统的理论分析和深 入研究。重点研究解决了计及感应电动机负荷动态特性的小干扰电压稳定分析方法、适 合在线应用的动态小干扰电压稳定指标和短期大干扰电压稳定性快速判断方法。具体研 究以下7个方面的问题：计及感应电动机负荷静特性的小干扰电压稳定分析；计及感应 电动机负荷动态特性的小干扰电压稳定分析数学模型的建立和感应电动机负荷参数变化 对小干扰电压稳定性的影响；基于潮流模型的小干扰电压稳定指标的准确性分析：计及 感应电动机负荷的动态小于扰电压稳定指标的研究；通过电力受端系统中线路电抗、负 荷母线并联补偿及感应电动机负荷参数等因素对短期大干扰电压稳定性的影响分析，说 明动态感应电动机负荷是短期大干扰电压稳定中至关重要的因素；基于固定电压阈值的 短期大干扰电压稳定判断方法的准确性分析；计及感应电动机负荷动态特性的电力系统 短期大干扰电压稳定性快速判断。 本论文具有开创性的工作和理论创新为：1)在分析感应电动机负荷静特性的基础 上，推导出其小干扰稳定临界电压的近似表达式，并用于计及感应电动机负荷静 特性的电力系统小于扰电压稳定分析。2)全面系统地分析了感应电动机负荷相关参数 变化对小干扰电压稳定性和短期大干扰电压稳定性的影响，分析了系统电压稳定性对参 数变化的灵敏度。为迸一步研究负荷动态建模和受端系统小干扰电压失稳和短期大干扰 电压失稳的预防和校正控制措施提供了有益的参考。3)分析表明通常采用的基于潮流模 型的小干扰电压稳定指标和基于固定电压阈值的短期大干扰电压稳定判据可能带来保守 中国电力科学研究院博士学位论文 中国电力科学研究院博士学位论文 蔫要 或乐观的结论。4)提出了一种计及感应电动机负荷三阶机电暂态模型的动态小干扰电压 稳定指标，与传统的小干扰电压稳定指标相比，具有更高的准确性和快速性，适合在线 小干扰电压稳定监测和评估。5)在已有研究的基础上提出了短期大干扰电压稳定性快速 判断方法，其准确性较以往的短期大干扰电压稳定判断方法有较大提高．该判断方法能 在仿真分析中及早给出短期大干扰电压稳定性判断，最大限度地减小仿真分析的计算量， 具有在线环境下应用的前景。 论文通过典型算例和实际大电网仿真对电力系统在线小干扰电压稳定指标和短期大 干扰电压稳定性快速判断方法进行了验证。结果表明本论文提出的在线动态小干扰电压 稳定指标和短期大干扰电压稳定性快速判断方法具有一定的准确性和实用性。 关键词：小干扰电压稳定 短期大于扰电压稳定 在线应用 感应电动机负荷 电压稳定指标 中目电力科学研究I完博士学位论文 中目电力科学研究I完博士学位论文 摘要 ABSTRACT As the primarily secondary energy resources,electric power is closely bound印with mod豇n society．It