互联电网联络线振荡模式研究

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1、华中科技大学硕士学位论文[6]振，且若该频率处于低频振荡阶段，可能引发系统的低频振荡。它具有起振快，振幅大，起振后保持同步振荡及失去振荡源后能快速平息的特点。文献[8]对河北安保线的低频振荡进行分析，认为该振荡属于共振型振荡，并指出调速系统、励磁调节系统扰动或机组的轴系机械拍振都有可能是振荡的起因，同时单纯的负荷投切扰动产生振荡的可能性很小。[9~13]3非线性理论20世纪80年代，Areb和Virayar首先揭示了电力系统的非线性奇异现象，并指出这种现象是由于HOPF分歧引起的，要作为辅助分析方法。用分歧理论研究低频振荡问题的一个突出优点

2、是，充分考虑了电力系统的非线性特性，它用特征值并结合高阶多项式从数学解空间结构上来分析系统的稳定性，能够解决系统在临界点附近的稳定问题。HOPF理论指出了在分岔点附近，存在着亚临界分歧和超临界分歧。系统将由平衡态分岔为周期环，通过曲率系数，横截条件来判断分叉发生的方向，周期轨是否稳定等。文献[9]通过对单机无穷大系统的低频振荡的HOPF分歧的研究，指出在各种运行方式下，当励磁系统参数变化时，系统存在着亚临界分歧，即由常规线性化分析所得到的低频振荡的不稳定域将扩大到S平面的左半平面。文献[10]利用复变量构建一维中心子空间和数值微分方法，求出

3、了多机系统分歧出极限环时的曲率系数，指出在原平衡点会分岔为极限环，系统可能发生亚临界分歧，由稳定态分岔为不稳定态，也可能发生超临界分歧，由不稳定态分歧为稳定态。解决了以往算法只能用于简单系统而不能用于多机系统的问题。同时还有混沌机理，混沌指那些看上去随机，实际上由精确的法规所决定，并对[11]初始条件十分敏感的长期有界的动态行为。实际电力系统是个强非线性的大型系统，动态行为十分复杂，存在着发生混沌振荡的可能。一旦发生混沌现象，则可能出现一种非周期的，似乎是无规则的，突发式的或阵发式的机电振荡。混沌的研究，包括它产生的机理、形成路径、影响因素

4、，判别方法、控制措施等，但目前的研究尚处于初步探讨阶段，研究的对象一般为规模很小的简单系统，许多问题都有待进一步研究。4华中科技大学硕士学位论文1.2.2低频振荡的分析方法1.2.2.1数值仿真法数值仿真法是电力系统暂态稳定分析研究中广泛采用的方法。理论上也可用于小扰动问题的研究。它针对特定的扰动，利用非线性方程的数值计算方法，计算出系统变量完整的时间响应。但是实际问题限制了这种方法的应用。仅仅利用系统变量的时域响应分析各种不同振荡模式的阻尼特性，其结果的可信性令人怀疑。这是因为扰动和时域响应观测量的选择对结果影响很大。如果选择不当，扰动将

5、无法激励起系统中一些关键的振荡模式。同时，在所观测的响应中可能含有许多模式，其中弱阻尼模式的响应可能并不明显。为了清楚地反映出系统振荡的性质，常需要对长达数十秒的系统动态过程进行仿真计算，其计算量是非常可观的。时域响应无法充分揭示出小扰动稳定性问题的实质，很难利用仿真结果直接找出引起系统不稳定的原因，并借此寻求相应的改进对策。1.2.2.2特征值计算法特征值分析法包括全维特征值算法QR法，该方法能求取矩阵的全维特征根，但受到维数的限制，在PSASP中，只适用于1000阶以下的系统，因此只适用于小系统的分析。还有就是部分特征值算法，包括RAY

6、LEIGH商迭代转逆迭代，同时迭代法，SMA（选择模式法），自激法AESOPS，改进的ARNOLDI法等。其中SMA容易产生维数灾；SMA和自激法对初值要求比较严格，且在一台机组和多个振荡模式相关，或一个振荡模式和多台机组相关时，容易产生丢根现象。RAYLEIGH商迭代转逆迭代，同时迭代法，ARNOLDI算法在复平面上一定范围内寻找特征根，适合大型电力系统计算，为了保证不丢根，可进行冗余计算，但即便如此也不能保证不丢根，因此存在着“丢根”和“漏根”现象。现在应用的比较广泛的为RAYLEIGH商迭代转逆迭代，同时迭代法，在电力系统综合仿真中有

7、其实用程序。由于特征值可准确反映出振荡模式的频率和阻尼以及非振荡模式的衰减率、可使分析者对系统的小扰动稳定情况有比较全面的了解，并及时发现系统中可能存在的全5华中科技大学硕士学位论文部弱阻尼模式或不稳定模式。可以提供有关特征值与系统参数间的灵敏度，这对于揭示出系统小扰动稳定问题的实质，寻求改善系统稳定性的对策，将具有十分重要的意义。它不仅可以用于各种电力系统小扰动稳定性问题的分析，而且还可用于电力系统中各种控制器参数的调整。它的缺点在于：分析方法计算速度慢，需要的工作量极大，不可能满足在线分析的需要。1.2.2.3非线性理论分析方法这一种方

8、法是用分叉(或称分歧，分岔)理论把特征值和高阶多项式结合起来，从数学空间结构上分析系统的稳定性，用此理论统一研究电力系统中的静态失稳和周期振荡，能从数学角度更全面的分析电力系统稳