电力系统周期振荡的失稳分析

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1、电力系统周期振荡的失稳分析第28卷第22期2004年11月电网技术PowerSystemTechnology,,o1.28No.22Nov.2004文章编号:1000—3673(2004)22—0015—05中图分类号:TM712文献标识码:A学科代码:470?4054电力系统周期振荡的失稳分析张强,王宝华'.,杨成梧2(1.南京工程学院电力工程系,江苏省南京市210013;2.南京理工大学动力学院,江苏省南京市210094)ANALYSISoFUNSTABLEPERIODICOSCILLATIONSINPOWERSYSTEMZHANGQ

2、iang,WANGBao—hua,YANGCheng—WU(1.DepartmentofElectricEngineering,NanjingInstituteofTechnology,Nanjing210013,JiangsuProvince,China;2.CollegeofPowerEngineering,NanjingUniversityofScienceandTechnology,Nanjing210094,JiangsuProvince,China)ABSTRACT:Thepowersysteminstabilitycause

3、dbyoscillationunderperiodicalloaddisturbancewasanalyzed.Fortheconvenienceofadoptingtheanalyticalanalysismethodinnon—lineardynamics,atfirstthepowersystemmodelWassimplifiedunderthepremiseofreservingthenon—linearcharacteristicofthesystem,thenwhenthenon—linearfrequencyofpower

4、systemWasclosetodisturbancefrequency,thetransitionboundaryofunstableperiod1solutiononparameterplaneofthesystemWasobtainedbyuseofgeneralizedNewtonmethod,thusthecomplicatednon—linearrelationamongdampingcoefficient,disturbanceamplitudeanddisturbancefrequencywhenthesystemisun

5、stablewasgivenandverifiedbynumericalsimulation.KEYWORDS:Powersystem;Unstableoscillation;Period1solution;GeneralizedNewtonmethod;Nonlinearfrequency;Transitionboundary摘要:分析了电力系统在周期性负荷扰动下的振荡失稳问题.为便于应用非线性动力学中的解析分析方法,首先在保留系统非线性特性的前提下简化系统模型,然后当系统的非线性频率接近扰动频率时,利用广义牛顿法得到在系统参数平面上周

6、期1解失稳的转迁集,从而给出系统失稳时阻尼系数,扰动幅值和扰动频率之间的复杂非线性关系,并通过数值仿真对其进行了验证.关键词:电力系统;振荡失稳;周期1解;广义牛顿法;非线性频率;转迁集1引言电力系统是典型的非线性,非自治系统,它包基金项目:江苏省高校自然科学研究计划项目(03KJB470035).含丰富的动力学行为,如分岔和混沌,这些行为构成了系统安全运行的潜在威胁,可能导致系统失去稳定,所以引起了人们的广泛关注uJ.文献【3】指出,在电力系统典型模型中同时存在4个不同的吸引子:一个稳定的平衡点,一个稳定的极限环和两个奇异吸引子,当系统

7、受到大的扰动时,系统会陷入持续性的混沌振荡.文献【4】对多参数电力系统的分岔做了详细研究,分析了不同的控制参数及其极限对系统分岔及其稳定性的影响.文献【5卜【8】研究发现,连续倍周期分岔,扰动能量直接激发和环面分岔都可能使电力系统进入混沌状态,并且分析了混沌现象与系统不同失稳模式之间的关系,以及混沌现象在系统失稳发展过程中所处的实际位置.文献【9】研究了电力系统在周期和准周期扰动下的次同步谐振和混沌轨道存在的条件及其产生的途径.目前,在分析电力系统分岔和混沌时常用数值方法.然而,解析分析方法[10,11]也是一种有效的分析方法,它属于定量

8、方法,具有数值方法不可替代的优点,它不仅能确定非线性系统的运动随时间的变化规律,而且能得到运动特性与系统参数之间的依赖关系.本文应用非线性动力学中的解析方法,分析了在周期性负荷扰动下电力系统振