含风电场电力系统电压稳定裕度模型
ISSN 100020054CN 1122223 N
清华大学学报(自然科学版)J T singhua U niv (Sci &Tech ),2006年第46卷第7期
2006,V o l .46,N o .71 41
118521188
含风电场电力系统电压稳定裕度模型
王海超, 戴剑锋, 周双喜, 鲁宗相, 朱凌志
(清华大学电机工程与应用电子技术系,电力系统及大型发电设备安全控制和仿真国家重点实验室,北京100084)
收稿日期:2005204225
作者简介:王海超(19782),男(汉),河南,博士研究生。现工作单
位为安徽省电力公司,合肥230061。
通讯联系人:周双喜,教授,E 2m ail :zsx 2dea @m ail
.tsinghua .edu .cn 摘 要:大量风电并网运行将会影响电力系统电压稳定性,为准确评估风电对电力系统的影响,提出了一种求取含风电场系统电压稳定裕度概率分布的算法。该算法在计算电压稳定裕度与风速之间的灵敏度矩阵的基础上,求取各风电场风速分布的中心距以及各阶半不变量,利用Gram 2Charlier 级数反变换得到电压稳定裕度的概率分布。在IEEE 39节点标准测试系统中进行了测试,计算结果表明了该算法的正确性和实用性。
关键词:风能发电;电力系统稳定;电压稳定裕度;Gram 2
Charlier 级数
中图分类号:TM 614
文献标识码:A
文章编号:100020054(2006)0721185204
Voltage stab il ity marg i n m odel for power system s con ta i n i ng w i nd energy resources
W ANG Ha icha o ,DA I J ia nfeng ,ZH OU S hua ngxi ,
LU Zongxia ng ,ZH U L ingzhi
(State Key Laboratory of Secur ity Con trol and Si m ulation of Power System s and Large Scale Generation Equip men ts ,D epart men t of Electr ical Engi neer i ng ,Tsi nghua Un iversity ,
Be ij i ng 100084,Ch i na )Abstract :W ith increasing penetrati on,w ind pow er w ill influence the vo ltage stability of pow er system s due to its fluctuating nature .T he actual benefits of w ind energy canno t be exp licitly defined w ithout in dep th analyses of the i m pact of adding w ind energy to traditi onal pow er system s .
A detailed vo ltage stability m argin
evaluati on schem e w as developed fo r pow er system s including w ind pow er resources using the Gram 2Charlier expansi on .T he sensitivity m atrix fo r the w ind speed and system vo ltage stability m argin w as calculated and then the Gram 2Charlier coefficient at the w ind speed at the w ind farm w as calculated .
A n inverse Gram 2Charlier
transfo r m ati on is then used to get the reliability indices .T he validity of the model is p roved by analyzing the IEEE 39node samp le system.
Key words :w ind pow er;pow er system stability;vo ltage stability
m argin;Gram 2Charlier expansi on
随着能源问题和环境问题的突出,可再生能源
尤其是风能的利用得到了越来越广泛的发展,越来
越多的并网型风力发电机组出现在电力系统中[1,2]。自20世纪90年代以来,风力发电容量以平均每年22%的速度增长,近5年的增长速度为35%～50%,在各种发电方式中风力发电量增长速度居于首位[3]。
风力发电机组一般为异步发电机,分为固定转速和变速两种,中国目前多采用固定转速风电机组。并网型风力发电对于电网稳定性的影响主要体现在两方面:固定转速风电机组在发出有功的同时也要消耗无功且多采用固定电容器补偿;风速的波动性和随机性引起风机出力随时间变化且难以预测。电压稳定问题是风电场并网运行中普遍存在的问题。随着风力发电并网容量的增加,电压稳定问题日趋严重,在某些地区已经成为制约风电发展的关键问题[4,5]。
文[6]基于中长期电压稳定仿真,分析了风力发电对电压稳定的影响。文[7]提出了可中断合同的思想,当风力发电影响到系统稳定性时在合同的范围内切除一定量的风电机组。文[8]提出了基于风电机组稳态电路的分析方法,详细考虑了各种因素对风机接入容量的影响。
由于以上研究均采用确定性方法研究风力发电,因此无法考虑风力发电的基本特性-不确定性,具有一定的局限性。针对风力发电的不确定性,本文提出了一种求取含风电场系统电压稳定裕度的算法。该算法可以得到风电并网后系统电压稳定裕度的概率分布,为电力系统运行规划提供一定指导。
1 电压稳定负荷裕度灵敏度模型
常规电力系统潮流方程式为:
P is -V i
∑j ∈i
V
j
(G ij co s Ηij +B ij sin Ηij )=0,
Q is -V
i
∑j ∈i
V
j
(G ij sin Ηij -B ij co s Ηij )=0,
(1)
可以简化为
f (x ,Κ,p )=0,
(2)
其中:x 为系统状态变量,Κ为系统负荷列向量,p
为系统某变化参数。本文中参数p 为各风电场风速,风机有功出力可用风速的高阶函数表示为
P w ind =c 1p +c 2p 2
+…+c 8p 8
,
(3)
具体参数参见文[9]。
如果系统负荷增长方式单位向量k
δ以及当前负荷状态Κ0为已知量,电压崩溃临界点负荷状态向量可表示为
Κ=Κ0+k δL ,(4)其中L 为负荷裕度且L = Κ-Κ0 1。
由于在临界点附近潮流Jacob in 矩阵f x (x ,Κ,p )奇异
[10,11]
,量Ξ(x ,Κ,p )
Ξ(x ,Κ,p )f x (x ,Κ,p )=0.(5)对式(2)求偏导并进行线性化可得
f x ?x +f Κ?Κ+f p ?p =0.
(6)
其中:f x 、f Κ、f p 分别为潮流方程对系统状态变量、
系统负荷列向量、系统变化参数的偏导,?x 、?Κ、?p 为系统状态变量、系统负荷列向量、系统变化参数的微增量。
将左特征向量Ξ(x ,Κ,p )左乘到式(6),在临界点时由式(5)可得
Ξf Κ?Κ+Ξf p ?p =0.
(7) 由于?Κ=k δ?L ,负荷裕度与系统参数之间的关系可表示为
?L =-Ξf p
Ξf Κk
δ?p .(8)
若已知系统内各个风电场风速分布函数,通过
卷积运算即可由随机变量?p 的概率分布求出负荷裕度变化量?L 的概率分布。
2 含风电场系统电压稳定裕度计算
常规随机变量的卷积和计算非常复杂,计算量过大。本文采用了以半不变量为基础的Gram 2Char 2lier 级数法。该方法本来是以正态分布逼近连续随
机变量分布的一种手段,但是,用于描述多个离散随
机变量之和时,仍有很好的效果。该方法在电力系统
中已有一定的应用[12,13]。
对于任意一个随机变量Ν,其规格化随机变量Ν
λ的概率密度函数f (x )根据Gram 2Charlier 级数展开,具有以下形式。
f (x )=<(x )+(c 1 1!)<′
(x )+(c 2 2!)<″(x )+(c 3 3!)< (x )+….
(9)
其中:<(x )为标准正态分布的概率密度函数,系数c k 为
c k =(-
1)
k
∫∞
-∞
H
k
(x )f (x )d x .(10)
其中H k (x )为k 阶H er m ite 多项式[13]。
通过随机变量的各阶中心矩以及Gram 2Charli 2er 级数各阶系数可求出该随机变量的各阶半不变量,半不变量具有两个重要的性质:
1)独立随机变量之和的各阶半不变量等于各变量的各阶半不变量之和;
2)若随机变量y 是随机变量x 的线性函数,且y
=ax +b ,随机变量x 的各阶半不变量为g (x )
v (v =1,2,…,k ),则随机变量y 的各阶半不变量g (x )
v
的计算公式为:
g (y )
1
=ag (x )1+b , 当v =1时;
(11)g (y )
v =a v
g (x )
v , 当v >1时.
(12)
由于半不变量具有这两个重要的性质,当系统内各个风电场风速分布函数或统计分布已知时,可以在灵敏度矩阵的基础上利用半不变量法求出含风电场系统电压稳定裕度的概率分布。
综上所述,含风电场电力系统电压稳定裕度计算流程如下:
1)在某运行点通过基于扩展潮流的连续方法[14]计算含风电场系统电压稳定负荷裕度L ;
2)对临界点潮流方程进行线性化,并得到对应于零特征值的左特征向量Ξ(x ,Κ,p );
3)通过式(8)计算稳定裕度与风速之间的灵敏度矩阵;
4)计算不同风电场风速的各阶半不变量;
5)通过式(11)、(12)以及灵敏度矩阵得到负荷裕度变化量?L 的各阶半不变量;
6)进行Gram 2Charlier 级数反变换得到负荷裕度分布,具体反变换过程参见文[12]。
3 算例分析
以IEEE 39节点系统为算例对本文提出的算法进行测试。39节点系统共包括10台发电机、39个节
点、12台变压器、34条线路。如图1所示,为考察风
6
811清华大学学报(自然科学版)2006,46(7)
力发电对电力系统电压稳定性的影响,将节点30与节点35处的300MW 常规发电机组分别换为相同容量的风电场,风力发电机控制方式为恒功率因数方式。文[9,15]给出了具体风速分布以及风机参数
。图1 39节点测试系统接线图
图2、图3分别给出了风电机组替代常规机组前
后系统的PV 曲线。从图中可以看出,常规机组由同等容量的风电机组替代后,系统的电压稳定裕度将在一定程度上降低
。
图2 不含风电场时39节点系统PV
曲线
图3 包含风电场时39节点系统PV 曲线
风频特性曲线是描述风电场资源情况的重要指
标之一,它通常表示为一年当中不同风速出现的概率。图4为某风电场55m 高空风速年统计风频特性曲线。表1为该风频曲线的Gram 2Charlier 级数各阶系数计算结果
。
图4 某风电场55m 高空年风速概率图表1 风速的Gram -Charlier 级数
Gram 2Charlier 级数各阶系数
数值
1阶系数7.782阶系数13.093阶系数46.524阶系数242.95阶系数1.26×1036阶系数1.51×10
37阶系数-1.56×1058阶系数
-4.32×10
6
并网型风力发电对于电网稳定性的影响主要体现在两方面:固定转速风电机组在发出有功的同时也要消耗无功;风速的波动性和随机性引起风机出力随时间变化且难以预测。图5给出了该算例系统由于风速波动造成的电压稳定裕度波动的概率分布曲线,该结果可以直观的帮助运行规划人员了解电
压稳定裕度的概率分布,确定稳定裕度在某个范围内的概率,发现系统运行的潜在危险和薄弱环节
。
图5 电压稳定裕度概率分布图
7
811王海超,等: 含风电场电力系统电压稳定裕度模型
4 结 论
准确评估风力发电对系统电压稳定造成的影响是风电发展过程中必须解决的关键问题。与传统的确定性方法不同,本文基于风力发电的最基本特性-不确定性,提出了一种求取含风电场系统电压稳定裕度概率分布的算法,该算法通过风速的统计资料得到风电并网后系统电压稳定裕度的分布函数。通过标准测试系统的仿真结果可以看出,利用本算法可以很快的计算出电压稳定裕度的概率分布、确定稳定裕度在某个范围内的概率,这些结果可以直观的帮助运行规划人员发现系统运行的潜在危险和薄弱环节,最终经济合理的选择风电场最大安装容量以及并网方案。
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浅谈电力系统电压稳定性
太原科技2009年第4期TAIYUAN S CI-TECH 浅谈电力系统电压稳定性 刘宝，李宝国 文章编号：1006－4877（2009）04－0035－02 最近30年来，世界各国的电力系统普遍进入大电网、高电压和大机组时代，巨量的电能需要通过长距离的高压输电线送到负荷中心，电力系统面临的压力越来越大，很多电力系统不得不运行在其稳定极限附近，极易发生失稳事故。这些事故损失是巨大的，引起人们对电压稳定问题的严重关注。可以说电压稳定问题目前已成为世界各国电力工业领域研究的热点。 1电力系统电压稳定的定义及分类 1.1电压稳定定义 电力系统电压稳定性是指给定一个初始运行条件，扰动后电力系统中所有母线维持稳定电压的能力。在发生电压失稳时，可能引起电网中某些母线上的电压下降或升高，从而导致系统中负荷丧失、传输线路跳闸、级联停电及发电机失去同步等。1.2电压稳定分类 目前，文献中可以见到与电压稳定的主要有静态电压稳定、暂态电压稳定、动态电压稳定、中长期电压稳定等，对它们的含义和范畴，至今还没有一个统一的定义。2004年，IEEE/CIGRE稳定定义联合工作组给出了电力系统电压稳定的分类：电力系统电压稳定分为小扰动电压稳定和大扰动电压稳定。 小扰动（或小信号）电压稳定是指电力系统受诸如负荷增加等小扰动后，系统所有母线维持稳定电压的能力。大扰动电压稳定是指电力系统遭受大干扰如系统故障，失去负荷，失去发电机或线路之后，系统所有母线保持稳定电压的能力。 2电力系统电压失稳的机理 对电力系统电压失稳机理的研究是十分重要的，合理解释和明确区分电压失稳现象，可以正确应对预想的事故。静态研究认为电压失稳原因是负荷超过了网络的最大传输极限，从而造成潮流方程无解。随着对电压稳定研究的进一步深入，越来越多的人们开始用非线性动力学系统的理论知识来解释电压失稳的机理。对于电压失稳机理，T．Van Custem提出：电压失稳产生于负荷动态地恢复其自身功率消耗的能力超出了传输网络和发电机系统所能达到的最大极限。把电压稳定问题仅当作静态问题的观念是不周全的；负荷是电压失稳的根源，因此，电压失稳这一现象也可称为负荷失稳，但负荷并不是电压失稳中唯一的角色；发电机不应视为理想的电压源，其模型（包括控制器）的准确性对准确的电压稳定分析十分重要。 3电压稳定性的分析方法 电力系统作为一个复杂的非线性动力系统，考虑其动态因素，数学上可用一组DAE（Differential Algebraic Equations）微分代数方程组来表示。微分方程组主要体现动态元件，代数方程组主要体现网络结构等约束条件。目前，电力系统电压稳定性的分析方法主要有：静态分析方法、动态分析方法、非线性动力学方法。 3.1静态电压稳定分析方法 潮流方程和扩展的潮流方程是静态分析方法的基本立足点。静态分析方法一般认为潮流方程的临界解就是电压稳定的极限静态方法，将一个复杂的微分代数方程组简化为简单的非线性代数方程实数，大体上可以归纳为：连续潮流法、特征值分析法、最大功率法等。 3.1.1连续潮流法 连续潮流法（CPFLOW）又称延拓法，连续潮流法使用包括有预估步和校正步的迭代方案找出随负荷参数变化的潮流解路径。连续潮流法跟踪负荷和发电机功率变化情况下电力系统的稳态行为，通 （辽宁工业大学，辽宁锦州121001） 摘要：介绍了电力系统电压稳定的定义和分类，提出了电压失稳机理和电压稳定的主要研究方法，反映出该领域的研究概貌和最新动向。 关键词：电力系统；电压稳定；静态；动态 中图分类号：TM712文献标志码：A 收稿日期：2009－01－05；修回日期：2009－02－05 作者简介：刘宝（1982-），男，山东滨州人。2006年9月就 读于辽宁工业大学，攻读硕士学位。 研究与探讨
论电力系统稳定性
论电力系统稳定性 发表时间：2018-10-19T09:07:14.800Z 来源：《电力设备》2018年第17期作者：姚彦枝 [导读] 摘要：随着电力工业的迅速发展，我国发电机、变压器单机容量不断增大，电力系统正朝着“大机组、超高压、大电网”的方向发展。 摘要：随着电力工业的迅速发展，我国发电机、变压器单机容量不断增大，电力系统正朝着“大机组、超高压、大电网”的方向发展。在当今电力作为推动社会飞速发展的主动力时代，电力网是否稳定对社会的生产、生活、发展起着决定性的影响。因此，研究电力系统在各种条件下的稳定性问题对社会的发展具有特别重要的意义。 关键词：电力系统；稳定性；措施 1电力系统稳定性的作用及要求 1.1电力系统稳定性的作用 （1）对于企业的调配与服务有优化作用。之所以说电力系统稳定性的提供对企业的调配与服务功能有一定程度的优化作用，是因为相关人员在电力系统应用中，可以根据具体运行情况来开展工作，根据不同类型的电力设备特点，来实现设备利用的最优化，为电力企业工作效率的提升做好准备。相关人员可以全面掌握设备的利用情况，以此来对设备进行合理而科学的配置，实现设备的高效率运行，从而还能降低企业成本的使用率。对于传统电力技术而言，稳定性技术式是一个大胆创新，相关人员在实际作业中可以利用该技术实现对电力设备的协调配置。 （2）有利于促进电力企业的高效发展。电力系统稳定性对电力企业的经济效益具有促进作业。众所周知，电对于人们的生活是何等重要，可以说生活处处都需要电。一旦电力系统稳定性受到冲击，便会发生大面积停电的安全事故，这种现状会导致电力系统的运行受到干扰，对企业的生产，人们的生活都起到了很大的影响。电力系统稳定性技术则可以在这种情况下，对相关干扰进行及时排除，保障用户的正常用电。 1.2电力系统稳定性的要求 电力系统稳定性要求电网结构与设备的选用必须科学合理，供电可靠性必须相对较高，工作人员的技术也必须相对过硬，以此来保证电力系统的正常运行，其中，工作人员的技术具有关键作用，他们必须在实际操作前，做好相关准备，采取有效措施来应对突发故障。 2确保电力系统稳定性的措施 目前，我国电力系统已步入大电网、大机组、超高压、远距离输电时代，随着电力系统的发展及其互联，电力系统稳定问题也将越来越突出。有关电力系统稳定问题的研究已成为国内外电力界的热门课题之一。因此，在当前，研究电力系统稳定问题的机理、以及提高电力系统稳定性的控制措施，具有重要的意义。 2.1对送电系统的控制 改善发电机励磁调节系统的特性：由电力系统功率极限的简单表达式可知，减小发电机的电抗，可以提高电力系统功率极限和输送能力。 改善原动机的调节特性：我们根据发电机功角变化对于再热式轮机可以采用快速调节轮机汽门与带有微机控制和带有功角检测仪的高速系统来消除故障后发电机输入以及输出功率之间的不平衡，交替关、开快速汽门，以缩短振荡时间，提高暂态稳定。 快速操作汽阀（快关）：当系统受到较大干扰时，输出的电磁功率突变，这时，如果原动机的调节装置非常的准确、灵敏和快速，使得原动机自身的功率能跟上相应的变化的电磁功率，则能极大让系统稳定性得以提高[2]。 切机：提高系统暂态稳定的基本措施包括减小原发电机大轴不平衡功率。方法有两个一个是减少原发动机的输入功率，第二个是增大发电机发出的电磁功率，当系统有充足的备用电机时，我们同时切除故障线，同时切除部门联锁发电机，这样就能有效的增大系统稳定性。 2.2采用附加装置提高电力系统的稳定性 在输电线路串联电容：利用电容器容抗和输电线路感抗性质相反的特点，在输电线路中串联电容补偿线路中的电感来提高超高压远距离输电的功率极限，从而起到提高系统稳定的作用。 在输电线路中并联电抗：改善远距离输电系统稳定性的重要措施之一就是将电抗并联到输电线路中。因为随着输电线路长度的增加，产生的电抗就会越大，随之容抗也会变大，而增加的电容则会给线路带来大量的无功，当线路负荷较轻情况下，线路中大量的无功会造成线路末端电压过高。为改善这种情况，我们将电抗器并联到输电线路上来吸收由长距离线路所产生的大电容造成的无功功率，这样，可以减小发电机的运行功角，提高发电机的电势从而提高长距离输电系统的稳定性。 将变压器中性点改为小阻抗接地：电力系统发生接地短路情况时产生的暂态稳定和变压器中性点接地情况有着重要的联系。为了提高中性点直接接地系统的稳定性，我们利用电流流过阻抗会消耗有功功率原理将系统中变压器的中性点改为经小阻抗接地，这样系统短路时产生的零序电流经过变压器中性点小阻抗后消耗有功这就增加了发电机的输出电磁功率，减小了发电机转轴上存在的不平衡功率，进而提高了系统的暂态稳定。 2.3非线性控制技术在暂态稳定控制中的应用 为提高电力系统运行的稳定性，除应对电网进行合理的规划、建设、采取紧急措施之外，最主要的就是对相关部件采取有效的控制手段。根据电力系统采用模型的不同可选取不同的方法。通常对非线性系统进行控制的方法有： Lyapunov直接法：在假设非线性控制系统的原点为平衡点，寻找一个正定Lyapunov函数，，且，在此基础上求出反馈控制规律，使得，这就是正定函数的思想，当时闭环系统才会逐渐的趋向稳定。由此可见，要想使受干扰后的系统动态过程以较快的速度趋向平衡点则需要V越负越大。自适应、滑膜等控制设计都可以用Lyapunov直接法。 变结构控制方法：20世纪70年代中期科学研究者们开始研究变结构控制方法，该方法不但能有很好的全局渐进稳定性，而且它有很强的鲁棒性，能抗外部干扰和参数的摄动。该方法的基本思想是：预先选定一个超平面，利用切换函数和高速开关将电力系统的相轨迹按照一定的规律驱动到超平面上，我们将该运动定义为滑动模态，其基本思想是，利用高速开关和切换函数将系统的相轨迹按一定的趋近律驱动到一个预先选定的超平面S（X）=0（称滑行面或切换面）上，超平面上的系统运动称为滑动模态（Slidingmode），且系统的滑动模态
静态电压稳定研究综述
静态电压稳定研究综述 摘要：近年来，电力系统电压稳定性的研究受到普遍关注。本文以静态电压稳定 性为研究方向，介绍几种静态电压稳定的分析方法，如潮流多解法、灵敏度分析法等；并简要介绍了静态电压稳定极限及裕度的计算方法,包括奇异值分解法和灵敏度法。最后本文展望了电压稳定及其控制的发展方向。 关键词：电力系统；静态稳定；电压稳定极限 引言 在现代大电网系统中，随着电力系统联网容量的增大和输电电压的普遍提高，输电功率变化和高压线路投切都将引起很大的无功功率变化，系统对无功功率和电网电压的调节、控制能力要求越来越高。在某些紧急情况下，当电力系统无功储备不足时，会发生电压崩溃而使电力系统瓦解。近20年来，电压崩溃（V oltage Collapse）事故在大电网中时有发生，历史上比较大的几次典型电压崩溃事故为：1983年12月27日瑞典电力系统瓦解事故；1987年7月23日日本电网稳定事故；2003年8月15日美加大停电事故；2003年9月28日意大利大面积停电事故等等。因此电压稳定问题越来越引起人们的广泛关注。 自从七十年代末以来，电压稳定问题的研究取得了很大的进展，人们逐步理清了影响电压稳定的关键因素，初步理解了电压稳定的机理和本质。 在早期研究中，电压稳定被认为是一个静态问题，从静态观点来研究电压崩溃的机理，提出大量基于潮流方程的分析方法。电压静态稳定性是用代数方程描述(即不考虑反映系统动态元件动态特性的微分方程)和分析系统在小扰动下的电压稳定性。此后，电压稳定的动态本质逐渐为人们所熟知，认识到负荷动态特性、发电机及其励磁控制系统、无功补偿器的特性、有载调压变压器等动态因素和电压崩溃发展过程的密切相关。开始用动态观点探索电压崩溃的机理，提出基于微分一代数方程的研究方法，进而逐步认识到电压崩溃机理的复杂性。据此可以将电压稳定分析方法分为两大类:基于潮流方程的静态分析方法和基于微分方程的动态分析方法。本文重点讨论静态电压稳定分析方法。 1静态电压稳定的研究现状
电力系统电压等级与规定
电力系统的电压等级与规定 1、用电设备的额定电压 要满足用电设备对供电电压的要求，电力网应有自己的额定电压，并且规定电力网的额定电压和用电设备的额定电压相一致。为了使用电设备实际承受的电压尽可能接近它们的额定电压值，应取线路的平均电压等于用电设备的额定电压。 由于用电设备一般允许其实际工作电压偏移额定电压±5%，而电力线路从首端至末端电压损耗一般为10%，故通常让线路首端的电压比额定电压高5%，而让末端电压比额定电压低5%。这样无论用电设备接在哪一点，承受的电压都不超过额定电压值的±5% 2、发电机的额定电压 发电机通常运行在比网络额定电压高5%的状态下，所以发电机的额定电压规定比网络额定电压高5%。具体数值见表4.1-1的第二列。 表4.1-1 我国电力系统的额定电压 网络额定电压发电机额定电压 变压器额定电压 一次绕组二次绕组 3 6 103.15 6.3 10.5 3及3.15 6及6.3 10及10.5 3.15及3.3 6.3及6.6 10.5及11 13.8 15.75 18 20 13.8 15.75 18 20 35 110 220 330 500 35 110 220 330 500 38.5 121 242 363 550 3、变压器的额定电压 根据功率的流向，规定接收功率的一侧为一次绕组，输出功率的一侧为二次绕组。对于双绕组升压变压器，低压绕组为一次绕组，高压绕组为二次绕组；对于双绕组降压变压器，高压绕组为一次绕组，低压绕组为二次绕组。 ①变压器一次绕组相当于用电设备，故其额定电压等于网络的额定电压，但当直接与发电机连接时，就等于发电机的额定电压。 ②变压器二次绕组相当于供电设备，再考虑到变压器内部的电压损耗，故当变压器的短
关于电力系统电压稳定的探讨
关于电力系统电压稳定的探讨 现如今，社会经济的发展越来越快，人们对电力的需求量也越来越多，电力系统的电压稳定性不仅与整个电力系统运行的稳定、安全密切相关，还会影响到人们的生产和生活，因而变得越来越重要。本文首先对电力系统电压稳定性问题进行了分析，然后阐述了电力系统的电压稳定分析方法及其控制措施。 【关键词】电力系统电压稳定 电力系统是一个庞大复杂的多变量非线性动态系统，确保电力系统正常运行的基本条件是安全以及稳定。随着电力市场化改革的不断深入，电网规模越来越大，远距离重负荷输电的局面会越来越明显，使得电力系统越来越频繁地在接近网络极限输送能力的状态下运行。所以，加强电压稳定性的研究具有非常重要的理论意义与现实意义。 1 电压稳定性问题的分析 电压稳定性问题是电力研究工作中发展比较晚的分支，电压的稳定性开发研究工作是发电机在所有情况下同步运行的分析，但是在电力系统产生电压的时候无法满足于负荷无功需求时的稳定情况，所以电压的稳定与否主要是由电力系统的无功不足引起的。电力系统属于动态系统，对于电压稳定性可以从以下几个方面进行研究：
（1）电压小干扰时候电力系统的稳定性； （2）电压大干扰时候电力系统稳定性以及系统电压失稳过程； （3）电力系统中稳态平衡点能够存在的可能性； （4）分析系统中电压稳定性的概率，因此对系统中电压是否稳定的分析方法也有很多种。 2 电力系统电压稳定分析方法 对电力系统电压稳定性进行预防与控制的基础条件就是分析电力系统的电压稳定性，电力系统电压稳定性的分析方法包括动态电压法以及静态电压法两类。 2.1 静态电压稳定分析 在静态电压稳定分析方法中比较常用的方法主要有奇异值分解（特征值分析）法、潮流多解法、灵敏度分析法、最大功率法、崩溃点法这几种，它们都是在潮流方程或者是经过修改的潮流方程的基础上的，静态电压稳定的临界点在本质上都由电力网络的潮流极限来做，在线性化当前运行点处后再进行分析和计算；不同的地方是使用极限运行状态下不同特征的电压崩溃的判据与采用的求取临界点的方法。静态电压稳定分析法的好处是用一个简单的非线性代数方程实数解的存在性研究代替复杂的微分方程解的性态研究，它的坏处是把小干扰电压稳定的极限点用电力系统的潮流极限来做，并且静态电压分析法无法反映各元件的动态特性。
电力系统稳定与控制
电力系统稳定与控制 廖欢悦电自101 2 电力系统的功能是将能量从一种自然存在的形式转换为电的形式，并将它输送到各个用户。电能的优点是输送和控制相对容易，效率和可靠性高。为了可靠供电，一个大规模电力系统必须保持完整并能承受各种干扰。因此系统的设计和运行应使系统能承受更多可能的故障而不损失负荷（连接到故障元件的负荷除外），能在最不利的可能故障情况些不知产生不可靠的广泛的连锁反应式的停电。 由此，电力系统控制所要实现的目的： 1.运行成本的控制：系统应该以最为经济的方式供电； 2.系统安全稳定运行的控制：系统能够根据不断变化的负荷变化及发电资源变化情况调整功率 分配情况； 3.供电质量的控制：必须满足包括频率、电压以及供电可靠性在内的一系列基本要求；一．电力系统的稳定性设计与基本准则 首先，一个正确设计和运行的电力系统： 1.系统必须能适应不断变化的负荷有功和无功功率需求。与其他形式的能量不同，电能不能方便地以足够数量储存。因而，必须保持适当的有功和无功的旋转备用。 2.系统应以最低成本供电并具有最小的生态影响 3.考虑到如下因素，系统供电质量必须满足一定的最低标准： a）频率的不变性 b）电压的不变性 c）可靠性水平 对于一个大的互联电力系统，以最低成本保证其稳定性运行的设计是一个非常复杂的问题。通过解决这一问题能得到的经济效益是巨大的。从控制理论的观点来看，电力系统具有非常高阶的多变量过程，运行于不断变化的环境。由于系统的高维数和复杂性，对系统作简化假定并采用恰当详细详细的系统描述来分析特定的问题是非常重要的。 二、电力系统安全性及三道防线可靠性－安全性－稳定性 电力系统可靠性：是在所有可能的运行方式、故障下，供给所有用电点符合质量标准和所需数量的电力的能力。是保证供电的综合特性（安全性和充裕性）。可靠性是通过设备投入、合理结构及全面质量管理保证的。 电力系统安全性：是指电力系统在运行中承受故障扰动的能力。通过两个特征表征（1）电力系统能承受住故障扰动引起的暂态过程并过渡到一个可接受的运行工况，不发生稳定破坏、系统崩溃或连锁反应；（2）在新的运行工况下，各种运行条件得到满足，设备不过负荷、母线电压、系统频率在允许范围内。 电力系统充裕性：是指电力系统在静态条件下，并且系统元件负载不超出定额、电压与频率在允许范围内，考虑元件计划和非计划停运情况下，供给用户要求的总的电力和电量的能力。 电力系统稳定性：是电力系统受到事故扰动（例如功率或阻抗变化）后保持稳定运行的能力。包括功角稳定性、电压稳定性、频率稳定性。 正常运行状态下，通过调度手段让电力系统保持必要的安全稳定裕度以抵御可能遭遇的干扰。要实现预防性控制，首先应掌握当前电力系统运行状态的实时数据和必要的信息，并及时分析电网在发生各种可能故障时的稳定状况，如存在问题，则应提示调度人员立即调整运行方式，例如重新分配电厂有功、无功出力，限制某些用电负荷，改变联络线的送电潮流等，以改善系统的稳定状况。 目前电网运行方式主要靠调度运行方式人员预先安排，一般只能兼顾几种极端运行方式，且往往以牺牲经济性来确保安全性。调度员按照预先的安排和运行经验监视和调整电网的运行状态，但他并不清楚当前实际电网的安全裕度，也就无法通过预防性控制来增强电网抗扰动的能力。因此，实现电力系统在线安全稳定分析和决策，得出当前电网的稳定状况、存在问题、以及相应的处理措
电力系统暂态稳定实验
电力系统暂态稳定实验 一、实验目的 1 ?通过实验加深对电力系统暂态稳定内容的理解，使课堂理论教学与实践结合，提高学生的感性认识。 2?学生通过实际操作，从实验中观察到系统失步现象和掌握正确处理的措施 3?用数字式记忆示波器测出短路时短路电流的非周期分量波形图，并进行分析。 二、原理与说明 电力系统暂态稳定问题是指电力系统受到较大的扰动之后，各发电机能否继续保持同步运行的问题。在各种扰动中以短路故障的扰动最为严重。 正常运行时发电机功率特性为：P1=( Eo x Uo)x sin S i/X1 ; 短路运行时发电机功率特性为：P2=( Eo x Uo)x sin S 2X2 ; 故障切除发电机功率特性为：P3 =( Eo x Uo)x sin S 3/X3 ; 对这三个公式进行比较，我们可以知道决定功率特性发生变化与阻抗和功角特性有关。而系统保持稳定条件 是切除故障角S c小于S max S max可由等面积原则计算出来。本实验就是基于此原理，由于不同短路状态下，系统阻抗X2不同，同时切除故障线路不同也使X3不同，S max也不同，使对故障切除的时间要求也不同。 同时，在故障发生时及故障切除通过强励磁增加发电机的电势，使发电机功率特性中Eo增加，使S max增加，相应故障切除的时间也可延长；由于电力系统发生瞬间单相接地故障较多，发生瞬间单相故障时采用自动重 合闸，使系统进入正常工作状态。这二种方法都有利于提高系统的稳定性。 三、实验项目与方法 (一)短路对电力系统暂态稳定的影响 1 ?短路类型对暂态稳定的影响 本实验台通过对操作台上的短路选择按钮的组合可进行单相接地短路，两相相间短路，两相接 地短路和三相短路试验。 固定短路地点，短路切除时间和系统运行条件，在发电机经双回线与“无穷大”电网联网运行时，某一回线发生某种类型短路，经一定时间切除故障成单回线运行。短路的切除时间在微机保护装置中设定，同时要设定重合闸是否投切。 在手动励磁方式下通过调速器的增 (减)速按钮调节发电机向电网的出力，测定不同短路运行时能保持系统稳定时发电机所能输出的最大功率，并进行比较，分析不同故障类型对暂态稳定的影响。将实验结果与理论分析结果进行分析比较。P max为系统可以稳定输出的极限，注意观察有功表 的读数，当系统出于振荡临界状态时，记录有功表读数，最大电流读数可以从YHB-川型微机保护 装置读出，具体显示为： GL- 三相过流值 GA- A相过流值
电力系统电压稳定性的再认识
电力系统电压稳定性的再认识 近年来随着电力系统从发电、输电的一体化体制演变到开放和竞争的环境，电力系统规划和运行的不确定性和不安全因素增加，电压不安全已经成为限制电力传输的主要因素之一。世界上许多国家相继发生由电压稳定问题导致的大面积停电事件，世界各国目前对电压稳定性的研究十分重视,IEEE和CIGRE还成立了专门工作组调查和研究电压稳定性问题，并进行了大量的研究工作。 早期研究普遍认为电压稳定问题是一个静态问题，或者认为系统的动态对电压稳定的影响很慢，从而将电压稳定问题转换为平衡点的存在性问题"研究集中在以潮流为工具的静态方法上。随着研究的深入，人们正在逐渐认识电压稳定性的动态本质，从而开始重点研究电压崩溃的动态机理和系统模型的需求，并提出了一些有关电压稳定性的分析方法和防止电压崩溃的对策。 对电力系统电压稳定性及分岔理论的学习已有8个多月，本学期的课程也上了过半，下面我将就此问题谈谈我的认识。 一、电压不稳定现象及其解释 对于电压稳定性，IEEE和CIGRE工作组已经给出了简明的定义，然而对于这类已有的概念，有必要对“电压不稳定”进行定义。 电压不稳定性源自负荷动态具有使耗电量恢复到超过传输系统和发电系统容量的趋势。 下面逐字的解释这个描述性的定义： ●电压：在许多的网络节点上，以大的、不可控的电压降落的形式所揭示 的现象。 ●不稳定性：已经超过最大传输功率的限制，负荷功率恢复机制变得不稳 定，所消耗的功率减少而不是上升。这个机制是电压不稳定性的核心。 ●动态：任何稳定性问题都涉及到动态。这些动态行为可以通过微分方程 （连续动态）或者差分方程（离散动态）来建模。 ●负荷电压是不稳定性的驱动源，就这个原因而言，这个现象也成为负荷 不稳定性。 ●传输系统，对能量传递来说，正如从电路理论所知，有一个有限的容量。 这个限制（也受到发电系统的影响）标志着电压不稳定性的开始。 ●发电：发电机并不是理想的电压源。发电机的精确建模（包括控制器） 对于正确地评估电压稳定性是非常重要的。 二、电压稳定性研究方法 1、早期基于静态的研究方法 早期人们简单地将电力系统电压失稳问题看作系统过载引起，从而将其视为静态问题。利用代数方程研究电压的稳定性，大体上可以归纳为最大传输功率法、
电力系统电压稳定的研究
毕业设计 学生姓名学号 系(部) 机电工程系 专业电气自动化技术 题目电力系统电压稳定的研究指导教师
摘要：电力系统是一个具有高度非线性的复杂系统，随着电力工业发展和商业化运营，电网规模不断扩大，对电力系统稳定性要求也越来越高。在现代大型电力系统中，电压不稳定/电压崩溃事故已成为电力系统丧失稳定性的一个重要方面。因此，对电压稳定性问题进行深入研究，仍然是电力系统工作者面临的一项重要任务。 从国内外一些大的电力系统事故的分析来看，发生电压崩溃的一个主要原因就是无法预计负荷增长或事故发生后可能导致的电压失稳的程度和范围，难以拟定预防和校正的具体措施。所以，我们有必要在负荷模型基础上考虑采用更好的方法来进行电压稳定性评的研究。矚慫润厲钐瘗睞枥庑赖。 关键词：电力系统，电压崩溃，电压失稳，稳定性 Abstract：Power system is a highly complex systems, nonlinear with the power industry and commercial operation scale constantly expanding, network, the power system stability requirements is also high. in large power system, voltage instability of the voltage of power system of stability has become an important aspect. therefore, the voltage stability problems and in-depth study is still the power systems are faced with an important task.聞創沟燴鐺險爱氇谴净。From home and abroad some big power systems analysis of the accident, there is a major cause of the voltage is not expected to load up or after the accident may lead to the loss of degree and scope, to work out specific measures to prevent and correct. Therefore, we have to consider adopting the model on the basis of better ways to make a stability assessment study.残骛楼諍锩瀨濟溆塹籟。 Keywords：Power systems,V oltage collapse,In a voltage,Stability酽锕极額閉镇桧猪訣锥。
电力系统暂态稳定性
10 电力系统暂态稳定性 10. 1习题 1) 什么是电力系统暂态稳定性？ 2）电力系统大扰动产生的原因是什么？ 3）为什么正常、短路、短路切除三种状态各自的总电抗不同？对单机无限大供电系统为什么Ⅰ＜Ⅲ＜Ⅱ？PⅠ·max＞PⅢ·max＞PⅡ·max？ 4）短路情况下Ⅱ如何计算？ 5）什么是加速面积？什么是减速面积？什么是等面积定则？ 6）单机无限大供电系统，设系统侧发生三相短路，试问短路时功率极限是多少？ 7）什么是极限切除角？ 8）若系统发生不对称短路，短路切除后最大可能减速面积大于短路切除前的加速面积，系统能否暂态稳定？若最大可能减速面积小于加速面积发生什么不稳定？ 9）分段法中t=0时和故障切除时过剩功率如何确定？ 10）写出分段法的计算步骤。 11）为什么说欧拉法是折线法？每段折线如何确定？ 12）改进欧拉法在何处做了改进？ 13）写出改进欧拉法的计算步骤。 14）用图解说明单相自动重合闸为什么可以提高暂态稳定性？ 15）试说明快关汽轮机汽门、连锁切机有何相同与不同？ 16）提高电力系统暂态稳定的具体措施有哪些种？原理是什么？ 17）提高电力系统暂态稳定的措施在正常运行时是否投入运行？ 18）解列点的选择应满足什么要求？ 19）异步运行时为什么系统需要有充足的无功功率？什么是振荡中心？ 设已知系统短路前、短路时、短路切除后三种情况的以标幺值表示的功角特性曲线：=2、=0.5、=1.5及输入发电机的机械功率=1。 求极限切除角。 20）供电系统如图10- 1所示，各元件参数： 发电机G：P N=240MW，U N=10.5kV,，，X2=0.44，T J =6S，发 电机G电势以E‘表示；变器T1的S N为300MVA，U N为10.5/242kV，X T1=0.14 T2的S N为 280MVA，U N为220/121kV，X T2=0.14电力线路长l=230km每回单位长度的正序电抗X1= 0.42Ω/km，零序电抗X0=4X1。 P=220MW
电力系统电压稳定问题的初步研究
绪论 电力系统是由电能生产、传输、使用的能量变换、传输系统和信息采集、加工、传输、使用的信息系统组成的。电力系统稳定性问题可以分为角度稳定、电压稳定和频率稳定三个方面。电压稳定性问题与发电系统，传输系统和负荷系统都有关系。电压稳定性是指电力系统在正常运行或经受扰动后维持所有节点，电压为可接受值的能力 引起电压不稳定的主要因素是电力系统没有能力维持无功功率的动态平衡和系统中缺乏合适的电压支持；电压不稳定性受负荷特性影响很大。电压崩溃通常是由以下几种情况引发的：①负荷的快速持续增长；②局部无功不足；③传输线发生故障或保护误动； ④不利的OLTC的动态调节；⑤电压控制设备限制器（如发电机励磁限制）动作。这些情况往往是互相关联的，持续恶化的相互作用将最终导致电压崩溃的发生。 电压安全是指电力系统的一种能力，即不仅在当前运行条件下电压稳定，而且在可能发生的预想事故或负荷增加情况下仍能保持电压稳定。它意味着相对可信的预想事故集合，电力系统当前运行点距离电压失稳点具有足够的安全裕度。 为了防止电压失稳/崩溃事故，最为关心的问题是，当前电力系统运行状态是不是电压 稳定的，系统离电压崩溃点还有多远或稳定裕度有多大。因此必须制定一个确定电压稳定程度的指标，以便运行人员做出正确的判断和相应的对策 电压稳定性研究的方法：非线性动力学方法、概率分析方法、静态分析方法和动态分析方法。 电力系统是非线性动力系统，稳定本身属于动态范畴，电压失稳或电压崩溃本质是一个动态过程。当我们深入研究电压不稳定发生的原因、机理及其变化过程时，特别是要研究因电压过低而导致系统的动态稳定破坏时，静态分析方法难以完整计及系统动态元件的影响，因此无法深入研究电压失稳的机理及其演变过程。必须在计及元件动态作用的前提下，建立恰当的数学模型，采用合适的动态方法进行研究才能真正揭示电压失稳的发展机制。 负荷特性在电压稳定研究中起着重要作用，它直接影响分析的结果，但由于负荷的随机性、分散性及多样性，严格统一负荷特性尚无法确立，这使得负荷特性成为电压稳定研 页脚内容1
关于电力系统电压稳定性的研究
龙源期刊网 https://www.wendangku.net/doc/6e16859696.html, 关于电力系统电压稳定性的研究 作者：赵崇宇阎惊奇 来源：《中国科技博览》2015年第35期 [摘要]随着我国经济的飞速发展，电力作为经济发展的强劲推动力，对于其的研究已经比较深入。由于人们物质生活水平的不断提高，对于电力的需求更加的严格，而电力系统的电压稳定性更是我们现如今研究的重点，而如何有效的解决实际运营过程中电压不稳定的现象，是我们需要积极研究的课题。文章首先系统的分析了电力系统电压稳定性的基本理论与方法，以及一些电力系统运营的现状，然后对如何提高电力系统的稳定性作了一定的分析和探讨，最后分析得到一些提高电压稳定性的对策。 [关键词]电力系统电压稳定性电力需求 中图分类号：TM421.1 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）35-0328-01 伴随着人们对于电力的极大需求，使得现代化的电网产生了巨大的经济效益，也给电力系统的发展提供了契机。但是由于现在的电网规模的日益巨大，结构越来越复杂，使得其电力系统的不稳定性问题逐渐显现出来。由于电力系统在人们的日常的生产生活过程中已经占据了举足轻重的地位，一旦电力系统出现稳定性的破坏，一定会给正常的生产生活产生巨大的影响，导致严重的经济损失。电压稳定性作为电力系统稳定问题中最为重要的研究课题，目前在电力工业的飞速发展过程中，由于电压稳定问题导致的财产损失已经不胜枚举，使得电力系统所面临其稳定性的强大挑战，如何解决这一问题已经日益迫切了。 1 电力系统的电压稳定性 本节主要对电力系统的电压稳定性做了比较准确的定义和分析。考虑到部分的工程技术人员对于电压稳定问题相对比较不了解，本节会首先对其做一定的描述和分析。 1.1 电压稳定性的基本定义 电力系统维持其自身电压的能力即电压稳定性。电压的安全性主要是指在一些可控的运行问题中，还能够保证系统的稳定运行的能力。 1.2 电压崩溃的过程 由于系统在实际的运营过程中，其所负荷的电压会不断地变化和传递引起的衰落，当保证系统运营的工作人员无法控制这些电压变化时，就会使得系统电压进入一个极不稳定的工作状态，甚至导致电力系统的崩溃，即我们常说的电压崩溃。电压崩溃的主要特征是失去电力负载能力，无法自身恢复系统的正常电压以及其导致的区域化的停电情况。只有将用户工作点的电压保持在一个相对稳定的水平，才能保证系统的稳定性需求。
电力系统的电压等级
电力系统的电压等级 额定电压：各用电设备、发电机、变压器都是按一定标准电压设计和制造的。当它们运行在标准电压下时，技术、经济性能指标都发挥得最好。此标准电压就称为~。 一、电力系统的额定电压等级 1、电力系统的额定电压等级（输电线路的额定线电压） 220，kV 3，kV 6，kV 10，kV 35，kV 60，kV 110，kV 220，kV 330，kV 500，kV 750，kV 1000一般来说：110kv 以下的电压等级以3倍为级差：10kv 35kv 110kv 110kv 以上的电压等级，则以两倍为级差：110kv 220kv 500kv 确定额定电压等级的考虑因素： 三相功率S 和线电压U 、线电流I 的关系是UI S 3=。 当输送功率一定时，输电电压越高，电流越小，导线等载流部分的截面积越小，投资越小；但电压越高，对绝缘的要求越高，杆塔、变压器、断路器等绝缘的投资也越大。所以，对应于一定的输送功率和输送距离应有一个最合理的线路电压。 但从设备制造的角度考虑，线路电压不能任意确定。规定的标准电压等级过多也不利于电力工业的发展。 2、发电机、变压器、用电设备的额定电压的确定 1）用电设备的额定电压=线路额定电压 允许其实际工作电压偏离额定电压% 5±2）线路的额定电压： 指线路的平均电压（Ua+Ub ）/2， 线路首末端电压损耗为10%；因为用电设备允许的电压波动是±5%，所以接在始端的设备，电压最高不会超过5%；接在末端的设备最低不会低于-5%； 3）发电机的额定电压 总在线路始端，比线路额定电压高5%；3kv 的线路发电机电压为3.15kv。
4）变压器的额定电压 一次侧：相当于用电设备 A、直接与发电机相连，额定电压与发电机一致。 B、直接与线路相连，额定电压与线路额定电压相同； 二次侧：相当于电源 A、二次侧位于线路始端，比线路额定电压高5%。计及自身5%的电压损耗，总共比线路额定电压高10%。 B、二次侧直接接用电设备（负荷）时，只需考虑自身5%的电压损耗。
电动汽车接入对配电系统静态电压稳定裕度的影响研究
电动汽车接入对配电系统静态电压稳定裕度的影响研究 郑颖1，孙近文2，林湘宁3 1华中科技大学强电磁工程与新技术国家重点实验室2华中科技大学强电磁工程与新技术国家重点实验室 3华中科技大学强电磁工程与新技术国家重点实验室 Email: ylzsdbz@https://www.wendangku.net/doc/6e16859696.html, 摘要：针对电动汽车的充电特性，本文以实测充电数据为基础，拟合其五阶高斯充电分布规律，在此基础上研究了多场景下含电动汽车的配网电压稳定裕度，分析采用无序充电和峰谷分时电价调控充电方式时，不同渗透率的电动汽车充电对配电网电压稳定裕度造成的不同程度的影响，以及电动汽车以不同比例接入充电站节点时对配网电压稳定裕度的影响，并依据系统电压稳定裕度采用一种可切负荷控制策略，以提高系统应对电压失稳能力。 关键词：电压稳定；电动汽车；配电网络；紧急控制 Study of Voltage Stability Margin for the Distribution Network With Electric Vehicle Integration ZHENG Ying 1, SUN Jinwen 2，LIN Xiangning3 1State Key Laboratory of Advanced Electromagnetic Engineering and Technology 2 State Key Laboratory of Advanced Electromagnetic Engineering and Technology 3 State Key Laboratory of Advanced Electromagnetic Engineering and Technology Email: ylzsdbz@https://www.wendangku.net/doc/6e16859696.html, Abstract: The analysis of the impact on the voltage stability of adding EVs to distribution system is made under several cases based on measured charging data with 5th Gaussian distribution aimed to charging load profile. The effects of the charging of different numbers of EVs on system voltage stability under uncoordinated charging mode and coordinated charging mode with time of use price strategy with different penetrations, and the effects of the percentage of EVs plugged in charging station nodes on system voltage stability are analyzed. The strategy of controllable load is employed based on system voltage stability to improve the ability of system to deal with voltage instability. Keywords: voltage stability; electrical vehicle; distribution network; emergency control 1 引言 随着经济发展与能源供给、环境污染之间的矛盾的日益加剧，节能降耗和减少对化石燃料的依赖已经成为经济可持续发展迫切需要解决的问题。电动汽车(electric vehicle, EV)作为解决交通、能源和环境问题的重要手段，其附属充电设施将得到大力推广与建设，这对其接入的配电系统的运行水平与安全构成了严峻的挑战。配电系统的电压失稳的主要成因是负荷需求的增长超出设备运行的极限状态，系统不能维持负荷功率与负荷所吸收功率之间的平衡，越过其临界点，引起电压失稳现象的发生[1]。电动汽车的大规模推广将会使用电负荷和用电量急剧增长，其带来的负荷率不断降低，这必将成为将来配网系统电压水平恶化甚至崩溃的重要诱因[2]。因此研究含电动汽车的配网电压稳定性十分重要。电动汽车对于电网稳定性影响的特殊性主要体现在其充电行为在时空上的随机性，同时也使其充电需求具备一定的灵活性。 然而，目前对含电动汽车的配网静态方面研究主要集中在负荷、压降和网损等。文献[3]研究表明电动汽车负荷有可能聚集在某些局部区域，这将引起配电网的局部过负荷问题。文献[4]研究了电动汽车充电对配电网负荷曲线、网络线损及节点电压偏移的影响，并考虑了以负荷方差最小化为目标的优化充电策略。文献[5] 采用蒙特卡洛仿真研究了电动汽车在不同普及程度、电价条件和季节下对配电系统网损率和电压偏移的影响。配电网络电压崩溃的严重场景尚未被考虑，导致对含电动汽车的配网静态电压稳定性方面研究较少，而相应的紧急控制策略亦鲜有论述。 针对电动汽车的充电特性，本文以实测充电数据为基础，拟合其五阶高斯充电分布规律，在此基础上研究了多场景下含电动汽车的配网电压稳定裕度，分析采用无序充电和峰谷分时电价调控充电方式时，不同渗透率的电动汽车充电对配电网电压稳定裕度造成的不同程 E-45
多电压级电力系统
2.4多电压级电力系统 ?电力系统由不同电压的电力网通过变压器联结而成，系统的各设备均处于不同的电压等级中。在进行电力系统计算时必须建立全系统的等值电路。有两种方法： 1、把所有的电流归算到指定的电压等级下 为了减少运算量，一般选元件较多的高压网作为基准级。设乞，忍,…,心为某元件所在电压等级与基准级之间串联的n台变压器的变比。可按下列各式将该电压级中元件的参数及电气量归算到基准级： = B( __________ kg…-S u，==ugk? ?--心) z =z(--- 1———)**以上各式的变压器变比k取为: 指向基准级一侧的电压 = 被归算一侧的电压
2、标幺值表示 ＞标幺值定义： 标幺值计算的关键在于基准值的选取，遵循两个原则： ?首先各基准值必须应满足各有名物理量之间的各种关系 这样就可以保证标幺值表示的电路公式中各量之间的关系保持不变。在实际系统的计算中，一般先选定S B和4,其它的基准值可按电路公式求出： ?其次，基准值的选取应尽可能使标幺值直观，易于理解。 注意：嗣如目幽銅越舷區連蜩翊豳U岛艇初越舷凰
2.5简单电力系统的运行分析 ?电力系统正常运行情况下，运行、管理和调度人员需要知道在给定运行方式下各母线的电压是否满足要求，系统中的功率分布是否合理，元件是否过载，系统有功、无功损耗各是多少等等情况。为了了解上述运行情况所做的计算，称为系统的
?视在功率、有功功率、无功功率及复功率的概念 ,为此引入 u = y[2U COS （COt + 久） i = V2Z cos（N +（p i） =u i = V2t/ cos（E + 久）x V2/ cos（曲+ ? ）=Ul cos（0“ —?）+ ui cos（2奴 +（p u + ?）=UI cos 0 +1// cos（2d/ +（p u +（p.y 用来表述有功、 无功和视在功率 三者之间关系的 二 呼=UI厶入一? =VI cos cp + jUI sin （p 了的概念，其定义为： 瞬时功率P为^ I 指的是瞬时功率p在一个周期内的平均值：