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基于分支理论探究电力系统电压稳定性

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菅瑞霞

摘要：在社会经济高速发展的背景下，我国电力系统也逐渐发展完善，电网结构的复杂程度不断提升，高电压、大电网和远距离已经成为电力系统的主要发展方向，电压崩溃事故的發生频率也随之增加，电力行业对电力系统电压稳定性的研究逐渐重视。近些年，动态补偿器等设备的应用，加剧了问题的复杂程度。本论文针对电力系统电压稳定性差的问题，基于分支理论，对电力系统电压稳定性进行探究，并在此基础上，提出合理的校正建议，希望对促进我国电力事业的发展有所帮助。

关键词：分支理论；电力系统；电压稳定性

中图分类号：TM714.2文献标识码：A文章编号：1671-2064（2019）15-0172-02

0引言

在科学技术发展的推动下，电力系统逐渐朝向大机组、大电网、高电压的方向发展，稳定电力系统电压的难度也随之加大，电压失去稳定性，引发恶性事故的情况时有发生。从上世纪80年代截至到目前，发达国家均已发生过多起电压崩溃的事故。国内电力系统同样发生过这类事故。就当前的实际情况而言，有关电压稳定性的理论尚未形成，甚至对于电压失稳机理也没有形成统一的看法。目前常用的电压研究方法主要包括灵敏度法、最大功率法以及扰动法，虽然这些方法，可以起到一定的效果，但却无法反映问题的实质，然而利用分支理论对电力系统电压稳定性进行探究，却可以取得良好的效果。因此，对基于分支理论探究电力系统电压稳定性进行研究，具有十分重要的意义。

1电压稳定性分析方法理论概述

电力系统电压稳定性探究主要包括以下方面的内容：

（1）建立电力系统数学模型；（2）选择分析方法；（3）分析电压稳定性丧失的动力特性；（4）计算电压稳定裕度；（5）计算安全运行指标；（6）保持电力系统电压稳定性的措施。

在上述内容中最为关键的内容是选择分析方法，这是保证分析准确性的前提基础。由于动态分析方法可以对电压失稳的原因进行分析，故本文利用该分析方法，对电压失稳问题的物理机理进行研究。

2电力系统电压稳定性的分析方法

2.1小干扰分析法

小干扰分析法是指对系统微分代数运行点处进行线性化处理，其目的在于消除系统代数的变量干扰，继而得到对电力系统状态进行反映的方程系数矩阵，然后找出矩阵中的特征值，并根据该值的变化，对系统电压稳定特性进行判断。这种方法可以对电力系统中干扰电压稳定性的元件特征进行统计。但这种方法的效果，会随着电力系统规模的日益扩大而减弱，仅适用运行点处的系统矩阵，很难对影响电力系统电压稳定性的原因进行综合分析。

2.2动态潮流法

动态潮流指的是系统功率并未处于平衡状态时的稳态潮流，通过这种方法的使用，在计算潮流的过程中，可以使用微分方程，能够对传统的潮流分析方法进行补充和优化，从而得到准确的分析结果。

2.3能量函数法

能量函数法也被成为直接法，主要是指依据电力系统的特征，建立与之相匹配的能量函数，对比系统受扰动后以及电压稳定边界上的能量函数值，并根据差值结果，对系统电压稳定性进行分析。这个方法为确定电力系统电压稳定性提供了新的方向，可以得到稳定域，并且可以作为对比不同规模电力系统间电压稳定性的依据。但是这种方法存在较大的误差，可信度难以得到保证，并且随着电力系统规模的日益扩大，这种计算方法已经很难适用于当下。

2.4时域仿真法

该方法属于大干扰分析方法的一种，电力系统的微分代数方程是其分析的基础，可以对动态元件和非线性特性的作用进行保存，通过数值积分的使用，获取的系统电压的变化曲线，通过分析曲线，即可明确影响电压稳定性的因素。该方法具有以下方面的优点：一是对系统元件的动态化特征进行强调，确保了仿真结果的准确性；二是适应能力较强，可以在不同的机制环境下，分析电压失稳的原因；三是可以对电压失稳的表现进行直接观察，从而为解决对策的制定，提供理论依据。

2.5分岔理论分析法

电力系统在临界点处如果出现分岔，那么就会导致电力系统电压失稳问题的发生，这是影响电压稳定性的根本原因，因此，在探究电力系统电压稳定性时，应用该分析方法，可以对电压失稳的物理机理进行明确。基于此，本文在分析电力系统电压稳定性采用的主要方法就是时域分析法和分岔分析法，充分发挥两种方法相结合的优势，得到准确的分析结果[1]。

3基于分支理论探究电力系统电压稳定性分析

在社会用电需求不断增加的背景下，我国电力事业实现了快速的发展，高电压电网逐渐完善，电力系统结构的也愈加复杂，电压失稳事故的发生频率与日俱增。应用分支理论对电力系统电压稳定性的研究，在国内外相对较少，其中最常见的分叉点主要有两种，分别为SNB和HB，这两个分岔点对于电力系统电压稳定性来说十分关键。有助于电压失稳问题物理机理的研究。在基于分支理论探究电力系统电压稳定性阶段，还要使用一种分岔软件，这个软件的研发基