电力系统暂态电压稳定性仿真研究(附件)【字数：10416】
摘 要电压稳定性问题是现代电力系统研究的重要课题之一，其研究大大地丰富了 电力系统稳定的内涵。但是，人们对电压失稳或者电压崩溃的机理尚不完全清楚， 尚未建立比较完整的电压稳定性分析和控制理论。本文在总结前人研究成果的基 础上，介绍了电力系统电压稳定性的基本概念、电力系统电压稳定性的分析方法 和影响因素等方面的研究。介绍了ETAP PowerStation软件中主要的交流设备和动 态模型。运用ETAP PowerStation软件构建了单负荷—无穷大系统，仿真研究了故 障切除时间、感应电动机参数、机械投切电容器MSC对电力系统暂态电压稳定的影响。建立了三机—九节点系统，仿真分析了感应电动机负荷和静态负荷不同组成的动态特性、有载调压变压器对该系统电压稳定性影响。通过对仿真结果的分析，得出故障极限切除时间越大，则系统暂态电压稳定性越强，反之则系统暂态电压稳定性越弱。研究惯性时间常数对电压暂态稳定性的影响，得出提高惯性时间常数有助于提高电力系统暂态电压稳定性。当接入无功补偿设备时，电力系统暂态稳定性也获得显著提高。而通过改变感应电动机参数时发现，降低Xd.Xq,Xq都可以提高系统稳定性，延长极限切除时间。
目 录
第一章 研究对象及意义 1
1.1 引言 1
1.2 电力系统电压稳定性研究的意义 1
1.3 本文的主要工作 2
第二章 电力系统电压稳定性 3
2.1 引言 3
2.2 仿真的意义 3
2.3 电压稳定性问题研究现状 4
2.4 电压稳定的控制 4
2.5 本章小结 5
第三章 ETAP POWERSTATION 中的主要交流设备模型 6
3.1 引言 6
3.2 ETAP 中的主要交流设备和动态模型 6
3.3 本章小结 12
第四章 基于 ETAP 的电力系统电压稳定性的动态仿真 13
4.1 引言 13
4.2 本课题涉及的电力系统模型 13
4.3 单负荷—无穷大系统的 ETAP 仿真分析 15
4.4 三机—九节点系统的 ETAP 仿真分析 24
4 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: #351916072#
.5 本章小结 29
结束语 30
致谢 31
参考文献： 32
第一章
1.1 引言
电力系统是一个复杂的大规模非线性动态系统，它的稳定性分析是电力系统运行与规划的最重要的也是最复杂的任务之一。发展至如今，功角稳定问题一个令人高度重视的问题。因为现代控制理论和计算技术在电力系统的普及，而使得功角稳定性的 分析和控制都得到了比较好的发展，并且得到了实际应用。然而，作为电力系统稳定性的另一个方面，电压稳定问题的研究进展却相对较慢，直到八十年代才引 起了国际电力界的广泛关注。
1990年以来，随着科学技术的进步，电能需求也随着时间的推移慢慢增加，电力系统产生了许多新的改变。比如：电网的电压等级的升高，电力系统的互联，大容量发电 机组的普及，远离负荷中心的水电厂、坑口电厂、核电厂的涌现，负荷容量 的集中，直流输电和新型电力电子控制装置的应用[1]。这些新变化对于合理利用 能源，提高经济效益和保护环境都有重要意义。但因为环境和建设成本的限制，导致电网结构却比较薄弱，发电设备储备量会变少，系统因为长时间运行在重负荷的条件之下，电力系统的安全运行变得不稳定，比如电压不稳定和电压崩溃引起的局部甩负荷或大面积停电。到现在为止，电压稳定研究已取得了很大的进展，但与功角稳定性相比较，不仅电压稳定问题的理论体系还没有完全建立，甚至对电压失稳的原因也存在不同的见解。从现阶段的研究内容来看，主要分两方面：一是电压失稳机理及电压稳定问题建模的研究；二是包括电压稳定指标及电压崩溃预防措施的研究。
1.2 电力系统电压稳定性研究的意义
随着电力系统的发展,电压稳定问题显得尤为突出。能否准确的检测并且控制电力系统电压稳定性变得十分关键。研究电力系统电压稳定性问题,要从了解并且掌握电压稳定机理入手。在此基础上正确建立电力系统动态负荷模型。并且选择恰当的电压稳定问题分析方式。只有这样才能从根本上解决由于电压稳定问题给电力系统造成的难题。[2]。特别是目前我国输电网架建设落后于电源建设、电源分布不合理，以及经济高速发展地区的电力负荷需求迅猛增长，
大大提高了提高系统电压标准的研究难度。因为出现了各种各样的问题，因此对电力界、学术界的电压稳定性研究提出了更加严格的要求。如前面研究得到电压稳定问题方法繁多，各有其优缺点，到目前为止还没有任何一种力法能够完全取代其它的力法。用时域仿真法分析电压稳定问题，能够体现出有关电压崩溃更为详细而可靠的信息，尤其是能够体现出系统动态行为的特点。这一点对运行调度人员来说显得尤为重要。尤其是当涉及到与时间紧密相连的问题时(如控制手段在时间上的匹配等）其它分析方一法往往显得无能为力或非常不变。
系统中各动态元件比如发电机及调节系统、LTC、负荷特性、HVDC、SVC的动态以及元件的非特性对系统稳定性起着至关重要的作用。而负荷特性则是其中的关键环节在很大程度上决定了电压崩溃和电压失稳的进程。所以，建立电压稳定性仿真模型，运用ETAP进行电力系统电压稳定动态仿真研究，研究电力系统负荷特性对电压稳定性的影响，对于电压崩溃的机理和主要原因做出合理解释，进而提出 防止电压崩溃的预防和校正措施，切实提高系统的电压稳定性，防止电压崩溃事 故的发生等方面都具有重要意义。
1.3 本文的主要工作
和成熟的功角稳定性分析比较，电压稳定性研究水平目前较为初步，这与现代电网的管理、运行要求很不相符。本文在总结前人研究成果的基础上，运用ETAP PowerStation对电力系统电压稳定性进行了时域仿真，主要工作有以下几点：
（1）学习并熟悉电力系统电压稳定性的基本概念及分类，掌握暂态电压稳定性的概念。
（2）学习并熟悉感应电动机数学模型。
（3）学习使用电力系统仿真软件ETAP。
（4）运用ETAP分别对单负荷—无穷大系统及WSCC 3机9节点系统的暂态电压稳定性开展分析研究。
（5）研究SVC等无功补偿设备对提高系统暂态电压稳定性的影响。
第二章
2.1 引言
电压稳定问题的出现是和近年来电力系统发展的势态密切相关的。近20年来国 内外电力系统曾多次发生电压崩溃事故,使得电压稳定性问题的研究在世界范围内 引起广泛的关注。电网电压等级的升高，电力系统的互联，大容量发电机组的普 遍应用等，这些新变化对合理利用能源，提高经济效益和保护环境都有重要意义， 但受环境和建设成本的限制，电网结构相对薄弱，发电设备储备量较少，系统经 常运行在重负荷条件下，这些都给电力系统的安全运行带来了隐患，其中包括电 压不稳定[3]或电压崩溃引起的局部丢负荷或大面积停电。随着电力系统的不断扩 大，电压稳定性越来越被重视。
目 录
第一章 研究对象及意义 1
1.1 引言 1
1.2 电力系统电压稳定性研究的意义 1
1.3 本文的主要工作 2
第二章 电力系统电压稳定性 3
2.1 引言 3
2.2 仿真的意义 3
2.3 电压稳定性问题研究现状 4
2.4 电压稳定的控制 4
2.5 本章小结 5
第三章 ETAP POWERSTATION 中的主要交流设备模型 6
3.1 引言 6
3.2 ETAP 中的主要交流设备和动态模型 6
3.3 本章小结 12
第四章 基于 ETAP 的电力系统电压稳定性的动态仿真 13
4.1 引言 13
4.2 本课题涉及的电力系统模型 13
4.3 单负荷—无穷大系统的 ETAP 仿真分析 15
4.4 三机—九节点系统的 ETAP 仿真分析 24
4 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: #351916072#
.5 本章小结 29
结束语 30
致谢 31
参考文献： 32
第一章
1.1 引言
电力系统是一个复杂的大规模非线性动态系统，它的稳定性分析是电力系统运行与规划的最重要的也是最复杂的任务之一。发展至如今，功角稳定问题一个令人高度重视的问题。因为现代控制理论和计算技术在电力系统的普及，而使得功角稳定性的 分析和控制都得到了比较好的发展，并且得到了实际应用。然而，作为电力系统稳定性的另一个方面，电压稳定问题的研究进展却相对较慢，直到八十年代才引 起了国际电力界的广泛关注。
1990年以来，随着科学技术的进步，电能需求也随着时间的推移慢慢增加，电力系统产生了许多新的改变。比如：电网的电压等级的升高，电力系统的互联，大容量发电 机组的普及，远离负荷中心的水电厂、坑口电厂、核电厂的涌现，负荷容量 的集中，直流输电和新型电力电子控制装置的应用[1]。这些新变化对于合理利用 能源，提高经济效益和保护环境都有重要意义。但因为环境和建设成本的限制，导致电网结构却比较薄弱，发电设备储备量会变少，系统因为长时间运行在重负荷的条件之下，电力系统的安全运行变得不稳定，比如电压不稳定和电压崩溃引起的局部甩负荷或大面积停电。到现在为止，电压稳定研究已取得了很大的进展，但与功角稳定性相比较，不仅电压稳定问题的理论体系还没有完全建立，甚至对电压失稳的原因也存在不同的见解。从现阶段的研究内容来看，主要分两方面：一是电压失稳机理及电压稳定问题建模的研究；二是包括电压稳定指标及电压崩溃预防措施的研究。
1.2 电力系统电压稳定性研究的意义
随着电力系统的发展,电压稳定问题显得尤为突出。能否准确的检测并且控制电力系统电压稳定性变得十分关键。研究电力系统电压稳定性问题,要从了解并且掌握电压稳定机理入手。在此基础上正确建立电力系统动态负荷模型。并且选择恰当的电压稳定问题分析方式。只有这样才能从根本上解决由于电压稳定问题给电力系统造成的难题。[2]。特别是目前我国输电网架建设落后于电源建设、电源分布不合理，以及经济高速发展地区的电力负荷需求迅猛增长，
大大提高了提高系统电压标准的研究难度。因为出现了各种各样的问题，因此对电力界、学术界的电压稳定性研究提出了更加严格的要求。如前面研究得到电压稳定问题方法繁多，各有其优缺点，到目前为止还没有任何一种力法能够完全取代其它的力法。用时域仿真法分析电压稳定问题，能够体现出有关电压崩溃更为详细而可靠的信息，尤其是能够体现出系统动态行为的特点。这一点对运行调度人员来说显得尤为重要。尤其是当涉及到与时间紧密相连的问题时(如控制手段在时间上的匹配等）其它分析方一法往往显得无能为力或非常不变。
系统中各动态元件比如发电机及调节系统、LTC、负荷特性、HVDC、SVC的动态以及元件的非特性对系统稳定性起着至关重要的作用。而负荷特性则是其中的关键环节在很大程度上决定了电压崩溃和电压失稳的进程。所以，建立电压稳定性仿真模型，运用ETAP进行电力系统电压稳定动态仿真研究，研究电力系统负荷特性对电压稳定性的影响，对于电压崩溃的机理和主要原因做出合理解释，进而提出 防止电压崩溃的预防和校正措施，切实提高系统的电压稳定性，防止电压崩溃事 故的发生等方面都具有重要意义。
1.3 本文的主要工作
和成熟的功角稳定性分析比较，电压稳定性研究水平目前较为初步，这与现代电网的管理、运行要求很不相符。本文在总结前人研究成果的基础上，运用ETAP PowerStation对电力系统电压稳定性进行了时域仿真，主要工作有以下几点：
（1）学习并熟悉电力系统电压稳定性的基本概念及分类，掌握暂态电压稳定性的概念。
（2）学习并熟悉感应电动机数学模型。
（3）学习使用电力系统仿真软件ETAP。
（4）运用ETAP分别对单负荷—无穷大系统及WSCC 3机9节点系统的暂态电压稳定性开展分析研究。
（5）研究SVC等无功补偿设备对提高系统暂态电压稳定性的影响。
第二章
2.1 引言
电压稳定问题的出现是和近年来电力系统发展的势态密切相关的。近20年来国 内外电力系统曾多次发生电压崩溃事故,使得电压稳定性问题的研究在世界范围内 引起广泛的关注。电网电压等级的升高，电力系统的互联，大容量发电机组的普 遍应用等，这些新变化对合理利用能源，提高经济效益和保护环境都有重要意义， 但受环境和建设成本的限制，电网结构相对薄弱，发电设备储备量较少，系统经 常运行在重负荷条件下，这些都给电力系统的安全运行带来了隐患，其中包括电 压不稳定[3]或电压崩溃引起的局部丢负荷或大面积停电。随着电力系统的不断扩 大，电压稳定性越来越被重视。
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