电力网络分析软件：Pandapower二次开发_（7）.稳定性分析与优化.docx

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稳定性分析与优化

1.稳定性分析基础

1.1电力系统稳定性概述

电力系统稳定性是指电力系统在受到扰动后，能够恢复到原来的运行状态或达到一个可以接受的新运行状态的能力。电力系统的稳定性主要包括以下几种类型：

静态稳定性：系统在小扰动后，能够保持或恢复到原来运行状态的能力。

暂态稳定性：系统在大扰动后，能够保持同步运行并恢复到原来或新的稳定状态的能力。

动态稳定性：系统在长时间内的非线性动态行为中，能够保持稳定运行的能力。

Pandapower是一个基于Python的电力系统分析工具，可以用于进行电力系统的潮流计算、短路计算、稳定性分析等。在稳定性分析中，Pandapower提供了多种方法来评估和优化系统的稳定性。

1.2稳定性分析的重要参数

在进行稳定性分析时，需要考虑以下几个重要参数：

功角：发电机转子相对于电网同步转子的角度。

电压稳定性：系统在负荷增加时，维持电压水平的能力。

频率稳定性：系统在负荷变化时，维持频率水平的能力。

小信号稳定性：系统在受到小扰动后，能够恢复到原来运行状态的能力。

这些参数可以通过Pandapower提供的函数和方法进行计算和分析。

1.3稳定性分析的方法

Pandapower提供了多种稳定性分析的方法，包括：

静态稳定性分析：通过潮流计算和灵敏度分析来评估系统的静态稳定性。

暂态稳定性分析：通过时域仿真来评估系统的暂态稳定性。

动态稳定性分析：通过非线性动态仿真来评估系统的动态稳定性。

1.4Pandapower中的稳定性分析工具

Pandapower提供了一些内置的工具和函数来帮助进行稳定性分析，例如：

pandas_power.runpp：进行潮流计算。

pandas_power.runopp：进行最优潮流计算。

pandas_power.runpm：进行时域仿真。

pandas_power.run_time_series：进行时间序列仿真。

1.5例子：静态稳定性分析

假设我们有一个简单的电力系统，包含一个发电机、一条输电线路和一个负荷。我们可以通过Pandapower进行静态稳定性分析。

importpandapoweraspp

importpandapower.networksasnw

#创建一个简单的电力网络

net=pp.create_empty_network()

#添加母线

pp.create_bus(net,vn_kv=110,name=Bus1)

pp.create_bus(net,vn_kv=110,name=Bus2)

#添加发电机

pp.create_gen(net,bus=0,p_mw=100,vm_pu=1.0,name=Generator1)

#添加负荷

pp.create_load(net,bus=1,p_mw=80,q_mvar=30,name=Load1)

#添加输电线路

pp.create_line(net,from_bus=0,to_bus=1,length_km=50,std_type=149-AL1/24-ST1A110kV)

#进行潮流计算

pp.runpp(net)

#输出潮流结果

print(net.res_bus)

print(net.res_line)

print(net.res_gen)

#计算静态稳定性指标

#例如，计算发电机的功角

net.res_gen[delta]=net.gen[vg]-net.res_bus[vm].iloc[0]

print(net.res_gen)

1.6例子：暂态稳定性分析

假设我们有一个包含多个发电机和负荷的复杂电力系统，我们可以通过Pandapower进行暂态稳定性分析。

importpandapoweraspp

importpandapower.networksasnw

importpandapower.plottingaspplot

#加载一个标准的电力网络

net=nw.case9()

#添加动态模型

pp.create_sgen(net,bus=0,p_mw=10,q_mvar=5,name=SynchronousGenerator1)

pp.create_sgen(net,bus=1,p_mw=10,q_mvar=5,name=SynchronousGenerator2)

#进行潮流计算

pp.runpp(net)

#进行暂态稳定性分析

#设置仿真时间