電網的分散負荷安全域及其應用(二)：線路靜態失穩的邊界-本質-形態及負荷安全域的穩定裕度

【摘要】：交流線路承載的靜態穩定邊界問題一直懸而未決。負荷安全域可約束線路壓差、維持多級電網電壓安全水平，但穩定裕度未知。傳統靜態功角穩定與電壓穩定的概念、機理及分析方法都不相同。研究發現，針對線路兩種靜態穩定可形成統一的概念、機理，而全網靜態穩定的充要條件是每條支路都滿足靜態穩定?；诰€路的復變量狀態方程，得到了末端的復功率-電壓（即P_(j)-Q_(j)-U_(j)）、復功率-功角（即P_(j)-Q_(j)-θ_(ij)）的獨立方程；通過可解條件分析、偏導證明，得到了唯一的P_(j)-Q_(j)穩定邊界及其特征，證明了兩種失穩的同質性；通過解析幾何分析，推導了U_(j)和θ_(ij)的穩定邊界及其特征，得到了符合實際情況的失穩形態解釋?；赑_(j)-Q_(j)穩定邊界，提出了線路負荷安全域的穩定裕度指標以及電壓安全水平的修正方法。理論驗證了基于首端參考系線路模型分析的可行性，提出了電網上下級拓撲的穩定域匹配方法。最后，基于狀態可觀性判據、方程獨立性以及平衡點生成原理，分析了線路功-角特性的局限性。算例表明，所提的穩定邊界、穩定域匹配方法都與PSASP程序收斂性結果吻合。在新能源大量接入導致線路潮流波動性大的背景下，本研究更具理論價值及現實意義。