基于直流法的電力系統靜態安全探討
中心議題:
* 直流法潮流計算
* 電力系統元件過載情況分析
* 舉例說明用直流法進行電力系統靜態安全分析的步驟
電力系統靜態安全分析是應用電力系統的實時數據,對一組可能出現的假想事故進行分析的在線模擬計算過程,用以校核事故后穩態電力系統運行方式的安全性,以便預先使運行人員提高警惕或采取措施。
為了適應實時安全分析的要求,計算方法應該是快速的,而在計算精度上則只要求知曉元件過負荷的概略數值,因此直流法至今仍經常作為備選的一種潮流算法。
本文通過一個簡單的例子來說明用直流法進行靜態安全分析的步驟。
1 直流法潮流計算
支路ij的等值電路如圖1所示。
由等值圖,可得支路潮流為:
將實部、虛部分開:
在直流法潮流中,采用如下假定:
于是上式可以寫成:
若用節點導納矩陣中的互電導Bij表示,則
其中無對應于平衡節點S的相應行和相應列,它是一個(n-1)階對稱方陣。
直流模型是一組線性代數方程,用高斯消去法直接求解即可。
θ=B′-1 P
2 線路斷開時,進行電力系統元件過載情況分析
在靜態安全分析中,有時需要校驗斷開某一k-m支路(即節點k和m之間的支路)的有功功率潮流變化。顯然,這時在B′中Bkm和Bmk兩個非對角線元素以及Bkk和Bmm兩個對角線元素發生變化。新的B′矩陣為:
式中:bkm——斷開支路(k-m支路)的串聯電抗倒數的負值,
M———第k個元素為1,第m個元素為-1,其余元素均為零時的行向量。
根據矩陣的反演公式可得:
這樣,就可在斷開線路后不重新形成B′矩陣而算出各母線的電壓相位角為:
式中:θo———未斷開k-m支路時,原始的節點電壓相位角。
3 舉例說明用直流法進行電力系統靜態安全分析的步驟
例:如圖2所示電力系統接線圖,取母線2為平衡節點。圖上示出各支路的電抗(標么值)和各節點負荷(標么值)。支路4-5的極限負荷為2,試用直流法計算支路4-3斷開后,支路4-5的過載情況。
解:有功功率潮流方程為:
所以正常通過支路4-5的有功功率為:
可得
因此,通過支路4-5的有功功率為:
已知支路4-5的極限負荷為2,所以在斷開支路4-3后,支路4-5的過載為1。
4 結語
采用直流法時,要犧牲一定的計算精度,且不能用來校驗節點電壓值和支路電流,但可以快速校驗斷開線路時的線路過載情況,并可以得出消除過載的措施。
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