影响电力系统电压稳定性的因素分析

作     者：王莉丽 

作者单位：重庆大学 

学位级别：硕士

导师姓名：牟道槐

授予年度：2004年

学科分类：080802[工学-电力系统及其自动化] 0808[工学-电气工程] 08[工学] 

主      题：电压稳定性 无功补偿 小干扰电压稳定性 大干扰电压稳定性 

摘      要：现代化的电网正朝着大容量,高电压的方向发展。系统规模的日益扩大带来了巨大的经济和社会效益,但同时也使得电网的稳定性问题变得更加突出。 功角稳定和电压稳定是电力系统稳定性问题的两个基本的方面。功角稳定,指的是系统中的发电机维持同步运行的能力,关于功角稳定的研究开始较早,理论较为成熟。但是电压稳定问题的研究起步较晚,开始于上世纪70年代。电压不稳定之所以能成为一个独立的研究课题的原因之一是已出现了许多电压不稳定的事故,其中全然没有“功角不稳定即将来临的迹象。电压崩溃的来临具有突然性,破坏巨大,有关电压稳定的研究受到了日益广泛的关注。 本文首先分析了电压稳定性的机理。电力系统稳定问题的物理本质是系统中功率平衡问题。无功的缺额是电压失稳的本质原因。小扰动电压稳定的必要前提是系统电源的无功-电压静态特性和负荷的无功-电压静态特性必须有交点,并且与该点无功与电压的微分率相关。大干扰的稳定性还依赖于电源与负荷的无功变化速度。电压稳定也称为负荷稳定,异步电动机不良的负荷特性被认为是造成电压失稳的主要原因。还有一种观点将电压失稳看作网络传输功率的限制,基于此观点的方法是采用静态的潮流仿真的方法来分析问题,这类方法较少考虑负荷的特性,虽然有局限性,但对从另一个角度认识电压稳定问题具有一定的意义。 本文分析了同步发电机、静止无功补偿器、电容器等无功电源的特性。以及异步电动机负荷的无功-电压特性。同时还分析了传输线、变压器在传输无功功率方面的作用。研究影响小干扰电压稳定性和大干扰电压稳定性的因素。建立了电力系统各种元件的数学模型,使用MATLAB中的仿真工具中的SIMULINK进行动态时域仿真。通过仿真结果的对比,分析了各种无功电源的补偿容量,响应速度以及不同方式的干扰,输电线的长度、负荷特性对电压稳定性的影响。从电源、负荷和网架结构三方面对电压稳定性的影响因素做了论述。最后提出一些提高电力系统电压稳定性的策略措施,对电力系统的规划、运行具有一定的参考价值。