在新能源大规模接入的现代电网中,受端电网面临着一系列新的挑战,尤其是本地传统发电机无功支撑减少引发的暂态电压稳定问题。这一现象在华北电力大学电气与电子工程学院电力系统保护与控制研究所薛安成教授团队的研究中得到了深入探讨。该团队近期在《电工技术学报》上发表的研究成果,为快速筛选可能导致电网暂态电压失稳的关键故障点提供了一种新方法。
随着新能源的广泛应用,受端电网的无功支撑能力受到严重影响,使得电网在故障情况下极易出现暂态电压失稳,甚至可能引发大规模停电事故。特别是在新能源出力不确定的情况下,这种风险进一步加剧。因此,快速定位高风险故障点,对于预防暂态电压失稳问题至关重要。
然而,现有的暂态电压稳定性分析方法大多基于数值积分或时域仿真,这些方法计算量大、时效性不足,难以满足实时调控的需求。基于复杂网络特性的关键元件定位方法也未能充分考虑电力系统的物理特性,难以准确辨识实际大电网的关键元件。
针对这些问题,薛安成教授团队提出了一种基于节点阻抗矩阵的故障点对电网暂态电压影响度指标。该指标能够反映节点故障对其他节点暂态电压的影响程度,从而用于高风险关键故障点的快速筛选。团队还进一步结合升阶矩阵,给出了线路故障点的影响度指标,形成了全网高暂态电压失稳风险关键故障点的筛选方法。
在具体实施中,团队通过构建母线故障对暂态电压影响的指标,利用节点阻抗矩阵的变化来评估故障对电网电压的影响。对于线路故障点,团队则通过升阶矩阵的方法,将线路中的故障点作为等效节点进行评估。这一方法不仅考虑了节点故障的影响,还扩展到了线路故障点,使得评估更加全面。
为了验证所提指标和方法的有效性,团队将其应用于改进IEEE 39节点系统与实际受端大系统。通过计算各点的影响度指标,并与故障下电网平均最低电压及临界切除时间进行对比,结果显示该方法能够准确筛选出高风险节点,且计算速度快,具有一定的工程实用性。
薛安成教授团队的研究不仅为电网暂态电压稳定问题提供了新的解决方案,还为系统的预防控制和安全策略制定提供了基础。该方法能够快速定位高风险故障点,为后续的重点巡检工作提供了备选方案,有助于提升电网的稳定性和安全性。
华北电力大学电气与电子工程学院电力系统保护与控制研究所的薛安成教授团队长期致力于新能源电力系统的安全稳定性分析和防控工作。此次研究成果的发表,再次展示了该团队在电力系统领域的研究实力和创新能力。团队成员杨金洲硕士研究生的参与,也为该研究增添了新的活力。