交直流系统动态潮流研究.doc

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1、交直流系统动态潮流研究第25卷第5期哈尔滨工业大学Vol.25,No.51993年10月JOURNALOFHARBININSTITUTEOFTECHNOLOGYOctl993交直流系统动态潮流研究.王宪荣柳焯（电气工程系）T7,,摘要动态潮流可以提供系燕潮流分布和频率随负荷变化的太体趋势，显示系统状杰的走向，为系琬态势分势提供依据•文屮论述了时段崩分在动态潮流屮的重要性，指出:吋段崩分应随负荷变化率浮动，时段不易划分过短，应与状态估计和状态预估相协调，提出了交直流系坑动态潮流的数学模型和解算方法，该方法荷捷，收馥性好.茎茎TM态势

2、撕杉船1711屮国图书资料分类号d…O引言电力工业的发展是朝着系统容量不断扩大，区域系统互联的道路发展.联网给各区域系统带来一定的经济效益,起到事故时相互支援，检修吋相互配合的作用•另一方面,随着系统规模的扩大,也可能扩大故障的波及范用.这要求调度人员对系统的实时工况和将来发展趋势有更高的分析判断和应变能力•也就是说，要求能运用计算机进行态势分析和决策咨议.电力系统各处负荷吋刻都在变化,为了供篙平衡，发电机组输出功率总体上跟随负荷变化.平衡是相对的,供需恰巧平衡，不存在加速或减速功率，频率不发生变化的情况是罕见的.通常，供蕾大体平

3、衡，存在着加速（或减速）功率，频率要增人（或减小），但-•般变化不大,能够基本上保持在容许范围之内.常规潮流的前提条件是频率不变,加速功率为零.供需绝对平衡，它不能考虑负荷和频率的变化.电力系统态势分析需要掌握系统各处负荷自然变化吋，潮流分布和频率变化的大体趋势.B0年代屮期,R.Ramanathan等人提出了用于电力系统模拟的动态潮流算法，清华大学结合东北电力系统调度员培训模拟器的研制，进行了动态潮流的研究，为了适应电力系统态势分析的需要，支【4］给出了--种能考虑负荷频率变化的动态潮流算法木文就态势分析与动态潮流的关系以及吋段

4、划分的原则进行了深入研究，并提出了一•种交直流系统的动态潮流算法.I态势分析与动态潮流电力系统态势分析，不但要把握系统半前的状态，而且要求预测不久将来发展变化的大体支靖收到日期:1992-03-07本文睚幕人:王宪荣，讲师/哈尔痪工业大学电气工程幕?口索白端科学基盎赞肪课题第5期交直流系统动态潮流研究趋势.态势分析对动态潮流的耍求是迅速给出潮流和频率随负荷变化的大体趋势和主要问题,不希望拘泥于过渡过程的细微末节.这是容易理解的,态势分析着眼于全局，具有战略性，要求把握大势和关键问题•从另外一•个角度看，趋势是以半前到不久将来的趋势

5、,不久将来的数据要由状态预估提供，在这种情况下，也只能要求动态潮流给出发展变化的大势，对细节提出要求是没有意义的.R.Ramanathan等人提出的动态潮流数学模型是为调度员培训模拟和电力系统长期稳定屮解阿络服务的•系统频率不包括在动态潮流解算之屮因此不能满足态势分析的要求.电力系统负荷随吋随地在变化，人们为了简便,往往将连续变化的负荷曲线按时段离散化，使之呈台阶形状.动态潮流也是按时段计算的.动态潮流的任务就是要给岀各吋段末的潮流分布和频率值,并将它们与各吋段动作比较，从而看出系统潮流和频率的大体变化趋势和主要问题.为了使动态潮

6、流较好地满足态势分析的要求，时段的划分是一个关键问题,现在提出吋段划分的三个原则：1）吋段的长短应随负荷变化率变动，负荷变化缓慢吋，时段取长些;负荷变化急剧吋，时段取短些.2）吋段选取不宜过短，例如:不小于5分钟.3）吋段的划分，各吋段起止吋刻的确定,应与状态估计和状态预估相协调.第一条原则的理由容易明白，具体实施吋可按系统典型日负荷曲线来进行第二条原则基于以下几个方而的考虑:一方而5分钟远大于负荷频率控制（LFC）的一个执行周期（2〜1O秒），这样就可以认为负荷在t吋段初阶跃变化后，到t时段末，各机组调速系统的过渡过程均己趋于结

7、束，此时，按频率静特性考虑各机组对不平衡功率的分扌n,不会产牛明显的误差•但是，半系统调峰时，系统负荷变化较大，要求担任调峰机组的输出功率也相应有较大的变化•此吋，虽然汽轮机的调整速度能跟随上负荷的变动，但锅炉跟不上,即使在考虑协调控制条件下，锅炉的吋间常数仍然人于100秒（对200MW机组）.在5分钟内，机组调速系统的过渡过程不能结束，需要考虑调蜂机组的微分方程•由于调蜂机组数FI较少，求解调峰机组的微分方程不存在困难另一方面，五分钟一•般是状态估计的一•个执行周期.再一方面，状态估计,状态预估和动态潮流程序都需要占用计算机吋间

8、，一般而言,计算机还有其它应用稈•序需要执行.第三条原则具体实施时，要求时段的长度或者等于状态估计的一个执行周期，或者等于该执行周期的整数倍.2交直流系统动态潮流数学模型本文的动态潮流模型色括交流阿络方程，直流网络方程，换流器转换方稈•以及系统频率