电力系统分析复习..doc

电力系统正常运行状态，要满足等式约束条件及不等式约束条件。等式约束条件即为系统发出的总的有功和无功功率在任何时刻都分别与系统总的有功和无功功率消耗（包括网损）相等，即满足功率平衡方程。不等式约束是为了保证系统安全运行，有关电气设备的运行参数都应处于允许值的范围内。 电力系统正常运行状态包括安全运行状态和不安全的运行状态。 安全的运行状态：正常运行状态下的系统，承受合理预想事故集扰动后，仍满足等式不等式的约束。 不安全的运行状态：正常运行状态下的系统，只要承受一个预想事故扰动后，不满足约束条件（这里是指不等式约束条件） 简化等值时，一般将系统划分为研究系统(内部系统)、外部系统、剩余系统3部分。 研究系统：指要求详细计算模拟、等值过程中保持不变的区域或所关注的区域；外部系统：指与研究区域毗邻并相互有一定影响，但不需要详细计算可以用某种等值网络取代的区域；剩余系统：与研究区域相距很远，影响极小，可作高度简化的区域。 在研究电力系统的稳态行为和动态行为时，采用的等值方法是不同的，前者称为静态等值方法，后者称为动态等值方法。目前应用的静态等值方法大多属于拓扑等值，从原理上可以分为两大类；一是应用数学矩阵消元理论求得等值网络；另一类是应用网络变换原理求得等值网络。 Ward等值方法将网络中的节点集合划分为内部系统节点子集{I}、边界节点子集{B}，和外部系统节点子集{E}，然后将整个系统的节点方程，按节点集合的划分写成分块矩阵： 消去外部系统的节点子集，可得 式中： 上式就是消去外部系统节点后，等值系统的节点电压方程。 经等值处理后的简化系统如下图所示。 在实际应用中，往往用节点注入功率而不用电流表示。因此，节点电压方程可改为 形成Ward等值的步骤：⑴在正常运行状态下，进行全网潮流计算，求得节点电压；⑵确定内部系统、边界点，求；⑶计算分配到各节点的功率分配量，得到边界点的等值注入。 常规Ward等值方法的缺点：(1)用等值网络求解潮流时，迭代次数过多、甚至不收敛，或者收敛到一个不可行解上；(2)潮流计算结果可能误差太大。主要表现在无功方面。 造成Ward等值误差的原因：(1)外部系统的对地电容对边界注入无功的影响；(2)外部系统PV节点注入无功功率的模拟不准确。正常状态下，计算全网运行状态，而内部发生预想事故时，外部等值注入和正常运行状态时的值可能有较大出入，尤其是外部PV节点为维持其母线电压稳定，一般向内部系统注入大量无功功率(无功支援)。 Ward-PV等值：为了能正确模拟外部系统的注入无功功率，和边界节点一样保留部分外部系统的PV节点，这样会得到较好的等值效果。保留PV节点的原则为与内部的电气距离较短，具有较大的无功功率储备能力的PV节点，保留的PV节点应尽可能少。 缓冲Ward等值：同心松弛就是指各节点层所受到的扰动影响将随着与中心电气距离的增大而逐步衰减。借用同心松弛的概念，在网络等值时把边界点作为中心，向外部系统方向确定出若干节点层，保留第一层各节点，略去该层各节点之间的连接支路，加上Ward等值法得到的边界等值支路与等值注入，形成缓冲Ward等值网络。在缓冲等值中，边界节点之间的互联等值支路参数及边界节点的等值注入由常规Ward等值法求出。 Ward等值方法是应用数学矩阵消元理论求得等值网络，REI等值是应用网络变换原理求得等值网络。REI等值法的基本思想是：外部系统用一个辐射状的简单网络来代替，把所有待消去节点的注入功率用一个虚拟节点的注入功率来代替。 形成过程如下： (1)确定边界节点集合(该节点数目越少越好)；(2)整个外部系统用虚拟REI节点R(虚拟参考节点)和虚拟地节点G代替；(3)以节点G为中心构成辐射状REI等值网络。 用REI等值网络代替原外部系统必须满足以下等值条件：(1)等值前后所有边界节点的电压相等；(2)等值前后外部系统与边界节点的交换功率相等。用这种原理性的等值网络代替这个外部系统往往会使R点电压很低，潮流计算结果不合理，所以实际应用时往往采用双REI网络，即将外部发电机节点和负荷节点分别等效为两个REI网络。 根据上述等值条件便可以确定出REI等值网络的等值参数。因为G节点为虚拟接地点，即VG=0，因此，Y1，…Ym上的电压降分别为V1，…Vm。由此可得： 支路开断模拟：通过支路开断的计算分析来校核其安全性，常用的计算方法有：直流法、灵敏度分析法、补偿法、分布系数法。 直流法：是以直流潮流算法为基础的预想事故分析方法。该方法算法简单、快速，可用于实时安全分析，常常用于故障筛选或在线快速粗略判断支路开断后有无越限。只需在预想事故分析前对进行一次因子分解，只要基本运行方式不变，不同支路开断均不需重新计算，可以方便地一次估算多重支路开断后的潮流；误