静态电压稳定分析中的动态元件模型及其实现光敏管

静态电压稳定分析中的动态元件模型及其实现

静态电压稳定分析中的动态元件模型及其实现 2011： 分类号：TM712　文献标识码：A文章编号：0258-8013 (2000) 03-0066-05THE MODEL OF DYNAMICAL COMPONENTS AND ITS REALIZATIONOF STUDY ON STATIC VOLTAGE STABILITY ANALYSISZHANG Yuan-peng　ZHOU Shuang-xi　WANG Li-feng（Dept. of Electric Engineeling,Tsinghua University，Beijing 100084，China）HUANG Yao-gui　ZHANG Guang-shu（Central China Power Group，Wuhan 430077，China）ABSTRACT：This paper presents a new model of dynamical components in static voltage stability analysis and its realization. In the model actual regulations and limitations of large scale power systems have been considered, which makes the static voltage stability analysis much more useful. Finally, the numerical examples are given to demonstrate the significance and validity of proposed model.KEY WORDS：voltage stability; voltage collapse; static analysis model; power system▲1　引言　　基于文［1］的静态电压稳定分析的理论研究，本文在改进的连续潮流［2］基础上，建立考虑系统实际调节和约束的电压稳定静态分析模型，力图为电力系统运行、规划和分析人员提供更加符合系统实际的计算分析工具。2　动态元件模型及其实现　　该模型主要考虑了中长期动态过程中发电机及其励磁调节系统、可投切并联电容器或电抗器、有载调压变压器、静止无功补偿系统等调节和限制的作用。下面详细列出各动态元件的模型：2.1　发电机及其调节系统的模型　　同步调相机和发电机是电力系统中重要的可控无功电源，在本模型中二者均作为发电机统一处理。过励情况下同步发电机的运行限制归根到底是定子或转子绕组的热容量限制引起的，限制量应该是最大定子电流和最大励磁电流［3～5］。本文主要研究系统无功缺乏时的电压稳定问题，故暂不考虑发电机欠励运行时的限制。　　根据各种实际限制的约束情况，同步发电机的运行状态可分为以下几种：　　(1)正常运行状态　　由励磁控制系统调节励磁电流，维持机端电压或无功出力在给定的参考值附近，在常规潮流中作为PQ节点或PV节点处理。如考虑励磁调节系统(AVR)的有差调节特性，则作为PV节点的发电机母线电压将随无功电流的变化而略有变化，如图1。按照文［6］，计及调差特性的第i台发电机等效模型可以用图2表示。其中，母线I为机端电压母线，母线Ⅱ为虚拟PV节点。可推得　　(1)式中　Ug为机端母线Ⅰ的电压；Uref为AVR的参考电压，也是Ⅱ母线的电压幅值；xs1＝－dUg/dIR为表征同步发电机励磁控制系统有差调节特性的斜坡电抗。　　如不考虑AVR的有差调节特性,近似认为无差调节(xsl＝0)，母线Ⅰ电压保持恒定，则机端母线为传统的PV节点。图1　AVR的有差调节特性Fig.1　AVR's characteristics with Errors图2　同步发电机的等效模型Fig.2　Equivalent model of generators　　(2)励磁电流限制状态　　该状态就是励磁电流If达到最大值Ifmax时的状态。　　凸极机的功率方程为　　(2)　　(3)　　由于，励磁电流If等价于内电势Eq，所以当发电机Pg、Ug一定时可由有功方程(2)确定功角δ，代入式(3)即得Qg，该状态下发电机的无功出力可由方程(2)和(3)隐式给出。　　(3)定子电流限制状态　　该状态就是定子电流Ia达到最大值Iamax时的状态。发电机注入系统的无功出力为　　(4)　　(4)低电压限制状态　　当发电机处于励

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