電力系統(tǒng)小擾動穩(wěn)定域及低頻振蕩.pdf

1、我國跨區(qū)互聯(lián)大電網(wǎng)的建設(shè)促進(jìn)了區(qū)域之間的電力互濟，但由于弱互聯(lián)的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，致使近年來系統(tǒng)運行中多次出現(xiàn)低頻振蕩問題，嚴(yán)重地威脅聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)安全運行。為了為互聯(lián)系統(tǒng)安全穩(wěn)定監(jiān)視與控制提供強有力的解析工具，本文重點研究了由Hopf分岔點構(gòu)成的電力系統(tǒng)小擾動穩(wěn)定域邊界的動力學(xué)性質(zhì)、幾何形狀和變化規(guī)律，以及小擾動穩(wěn)定域邊界面的近似描述和實用確定方法。同時也對強迫振蕩源誘發(fā)互聯(lián)大系統(tǒng)區(qū)域間聯(lián)絡(luò)線功率振蕩的現(xiàn)象與機理進(jìn)行了分析。 首先研究了功率

2、注入空間中由Hopf分岔點構(gòu)成小擾動穩(wěn)定域邊界的動力學(xué)性質(zhì)，發(fā)現(xiàn)了穩(wěn)定域邊界上的點與系統(tǒng)主導(dǎo)振蕩模式之間的關(guān)系。進(jìn)一步研究表明，當(dāng)穩(wěn)定域邊界上的運行點發(fā)生主導(dǎo)振蕩模式的跳躍及退化Hopf分岔時，穩(wěn)定域邊界會產(chǎn)生形狀突變。對穩(wěn)定域基本性質(zhì)的研究為后面的工作奠定了基礎(chǔ)。 進(jìn)而，分析了電力系統(tǒng)中各種元件參數(shù)以及不同負(fù)荷模型對小擾動穩(wěn)定域的影響，發(fā)現(xiàn)了功率注入空間中穩(wěn)定域邊界的近似平移性質(zhì)，為插值求取穩(wěn)定域邊界提供了依據(jù)。通過對三種靜態(tài)

3、負(fù)荷模型及感應(yīng)電動機負(fù)荷的比較，發(fā)現(xiàn)當(dāng)系統(tǒng)中大量存在感應(yīng)電動機負(fù)荷時，系統(tǒng)的小擾動穩(wěn)定域?qū)⒚黠@縮小，這標(biāo)志著系統(tǒng)小擾動穩(wěn)定性的下降。 基于對小擾動穩(wěn)定域邊界性質(zhì)的研究，提出了近似求取穩(wěn)定域邊界的擬合法。文中研究了超平面擬合與二次多項式擬合兩種方法，通過比較指出：在求取實用小擾動穩(wěn)定域邊界時，超平面擬合的近似邊界可以達(dá)到工程所需精度，并能夠節(jié)省計算時間。針對穩(wěn)定域邊界可能發(fā)生突變的現(xiàn)象，提出了臨界點的分類擬合策略，并與超平面擬合法

4、結(jié)合，提高了擬合的精度。 利用超平面擬合法求取了全國聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的小擾動穩(wěn)定域，比較了不同運行方式下全國聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)小擾動穩(wěn)定性的變化規(guī)律。根據(jù)對實際系統(tǒng)的仿真分析，指出可以根據(jù)功率注入空間中系統(tǒng)運行點與小擾動穩(wěn)定域邊界的相對位置關(guān)系，制定合理的發(fā)電機調(diào)度方案，抑制系統(tǒng)中的低頻振蕩。 針對一類聯(lián)絡(luò)線傳輸功率的低頻振蕩現(xiàn)象，分析了電力系統(tǒng)強迫振蕩的機理，指出系統(tǒng)中存在的局部周期性擾動可能造成整個系統(tǒng)的大幅度振蕩。通過研究外部周期擾