静态电压稳定分析方法研究评述

静态电压稳定主要研究平衡点的稳定性和负荷的平衡问题，它要求系统处在可以忽 略系统模型的动态过程的情况下，这就要求系统的演化过程足够缓慢或系统受到的扰动 幅度足够小，此时系统的运行轨迹由稳定的平衡点构成。从本质上说，这是将静态电压 稳定的极限状态转化等同成网络功率传输极限时的运行状态。 静态分析方法由于简单易行，得到了极大的发展，其成果已被电力部门规划和运行 人员所采用，是电压稳定研究中最有成果的方向。以下主要说明本文中涉及到的几个方法。

潮流多解法

电力系统的潮流方程是非线性方程，一般存在多个潮流解，因为它是一组二阶非线 性方程。理论上讲，对于一个N节点电力系统，系统的潮流方程组最多可能有2n_1个 成对出现的解。其解的个数随负荷水平的加重而成对减少，当系统的负荷过重而接近电 压静态稳定极限时，这时潮流方程只存在两个解，这两个解相互邻近且关于奇异点对称， 但是只有一个为正常高电压可行解。这对潮流解当系统静态稳定到达极限时融合成一个 解，此时系统到功率传输极值，即电压稳定极限状态。该方法将静态电压稳定性与潮流 方程解的存在性联系起来以判断系统的电压稳定性。利用直角坐标潮流方程的二次性， 系统的功率裕度可由高低电压解表示出来，因为进一步的研究发现系统电压稳定临界点 处的电压值恰好是高电压解和低电压解的均值，所以在一定的假设条件下，用潮流多解 法也能近似计算出最近的电压崩溃点汹铡。

最大功率法

最大功率法将静态电压稳定的极限运行状态等同为电力网络向负荷母线输送功率 的极限运行状态。这种方法认为，当负荷的需求超过电力网络的极限传输功率时，系统 将会出现异常行为，甚至发生电压崩溃㈨。许多学者也认同这一观点，并应用于电压稳 定临界点的求取，在这方面的裕度指标有：求取负荷节点所需要的无功功率的总和与当 前运行状态下该区域内所有系统节点所能提供的无功功率总和的差值，并把它作为该系 统在此给定运行状态的裕度指标。由于潮流雅克比矩阵的临界点奇异问题，使普通潮流 程序难以求解临界点，所以人们引入非线性规划法来克服此困难，它把临界点的计算转 化为对负荷进行优化的问题，并利用各种优化方法求解，其实质也是一种直接求取临界 点的方法。

虽然，把影响静态电压稳定的主要原因归咎于系统中的无功功率是否平衡， 这一观点显得有些片面，但是内点法的引入使得这种方法对于发电机的无功出力以及有 载可调节的约束等因素处理很好，该方法中即使约束方程数会随着系统规模的扩大而增 加，从而增加了求解非线性规划的困难，但这个困难可以通过选取适当的方法修改数据 结构，使修正方程矩阵变得高度稀疏和对称，以加快计算速度。。 最大功率法在本质上与其他许多静态电压稳定分析方法是一致的，都是来寻找系统 的最大功率点，只是不同的研究人员采用不同的方法来计算最大功率点。Hiskens等人提 出了一种利用修正因子快速计算无功功率极限的方法瞄1。

Jasmon GB和Lee L H将系统简化为单机单负荷系统模型，然后快速求取电压稳定极限，研究大功率负荷和无功不足 情况下的电压崩溃问题嘲。也有学者用负荷导纳的增加来代替负荷功率的增加，从而很 好得解决了潮流雅可比矩阵在临界点处会变得奇异而难以求解的困难，把dP：}/以或 ‘峨/以的值等于零时的状态认为是电压稳定的临界状态，并在求解min(dE/以)或min (dE/‘堍)为零的状态时引用割线法。但是实际电力系统中，负荷节点处的电压是随着负荷 功率的变动在不断变化的，因而这种方法在应用到实际系统时会与系统实际运行状态有偏 差，这种用导纳变化代替负荷变化的方法求出的临界点也会和按其他的方法求得的临界点 不同，不能很好的体现系统实际的电压稳定临界点㈨嘲。