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《电力系统小扰动概率稳定性的蒙特卡罗仿真》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、第33卷第11期Vol.33No.112009年6月10日June10,2009电力系统小扰动概率稳定性的蒙特卡罗仿真伍红,赵霞,周家启(重庆大学输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室,重庆市400044)摘要:计及发电方式、负荷水平及网络拓扑的不确定性,基于蒙特卡罗状态抽样方法,通过分析系统特征值、特征向量及参与因子等特征参数的概率特性和失稳概率研究电力系统小扰动概率稳定问题。分析中分别用离散分布随机变量和正态分布随机变量描述发输电元件状态及负荷水平的概率特性,并重点讨论了网络拓扑的不确定性对失稳概率指标的影响。一个两区
2、域算例表明所提出的方法能够从概率统计意义上为小扰动稳定性分析及电力系统稳定器(PSS)的合理配置等提供更为丰富、全面的信息。关键词:电力系统;功角稳定;小扰动稳定;概率分析;蒙特卡罗方法中图分类号:TM712;TM7430引言不确定性,甚少考虑发电机组运行状态、尤其是由线路和变压器等输电元件的计划检修以及强迫停运等小扰动(功角)稳定性表征电力系统在遭受小扰造成的网络拓扑的随机变化。分析方法一般分为解[1]动后维持同步运行的能力。研究小扰动稳定性可[7211,13]析法和模拟法两大类。解析法通常假设负荷以突出系统结构、参数和运行
3、工况等因素对系统稳[223]水平等不确定因素为服从某种已知分布(通常是正定性的影响。常规小扰动稳定分析以系统在某态分布)的随机变量,而系统特征值可表达为这些随一确定运行点处的线性化模型和特征分析方法为基机变量的函数。通过灵敏度或高阶矩分析等方法计础,属于确定性稳定分析范畴。若要考察多种运行算特征值的概率密度函数,即可确定系统的小扰动条件下系统的稳定性,则需要对大量确定状态(场稳定概率。解析法最主要的问题是难以计及复杂的景)进行分析。确定性方法最主要的问题在于不能不确定性因素,如机组组合、线路停运以及由市场行客观反映系统网架结构
4、、发电方式、负荷水平以及元为、气候条件等因素导致的系统运行工况的不确定件参数等因素固有的不确定性本质,难以全面、准[17]性。同时,解析法通常需要对特征值与随机变量确、科学地对系统小扰动稳定性的整体水平进行综[426]之间复杂的非线性函数关系进行简化,计算误差难合分析和评价。[12,17]以避免。蒙特卡罗模拟法是一种统计试验方1977年,Burchett最早将概率方法引入电力系统稳定性分析[7],分析了负荷水平和机组阻尼系数法,其试验次数与系统规模无关,易于处理各种复杂随机变化时系统的小扰动稳定性,并由此提出电力随机因素,在电
5、力系统概率稳定分析中表现出良好系统的稳定性概率分析(PAS)问题。随后,围绕随的应用前景。机因素的概率模型、特征根概率分布及系统小扰动本文计及发电机运行状态、负荷水平以及网络失稳概率计算方法,PAS在小扰动稳定分析领域开拓扑的不确定性,基于蒙特卡罗概率仿真方法研究展了大量研究工作[8213]。同时,概率小扰动稳定的电力系统的小扰动概率稳定问题。用一简单的两区[18]概念也被应用于电力系统稳定器(PSS)设计[14]、可域4机13节点系统验证本文所提出的方法的有控串补(TCSC)自适应控制[15]及感应电动机的动态效性。[16]
6、建模等相关研究中。1小扰动稳定性的特征分析现有研究主要考虑节点注入功率水平和元件参数(如线路阻抗、机组阻尼系数和控制器参数等)的设描述电力系统动态行为的非线性微分—代数[19]方程组为:·收稿日期:2009203205。x=f(x,y)(1)国家重点基础研究发展计划(973计划)资助项目0=g(x,y)(2004CB217908)。式中:x为状态向量;y为代数向量。—8—©1994-2009ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved.http:
7、//www.cnki.net·运行可靠性与广域安全防御·伍红,等电力系统小扰动概率稳定性的蒙特卡罗仿真将式(1)在给定工作点(x0,y0)处线性化,有3基于蒙特卡罗方法的小扰动稳定仿真·ΔxAŽBŽΔx(2)3.1系统状态的蒙特卡罗模拟=0CŽDŽΔy考虑开机状态、负荷水平和网络拓扑的不确定进一步消去代数变量,有性,蒙特卡罗状态抽样的基本方法[17]如下:·Δx=AΔx(3)1)发输电元件状态的抽取-1式中:A=AŽ-BŽDŽCŽ,为系统的状态矩阵。假设元件失效是相互独立的,对元件i产生一[223]根据李雅普诺夫稳定性第一定理
8、,当A的个在[0,1]区间均匀分布的随机数Ri,则两状态元所有特征值均具有负实部,则非线性系统(1)在工作件(如采用两状态模型的发电机、线路及变压器等)[19]点附近是小扰动稳定的。对A进行模态分析,则的状态si由下式确定:可获取更多关于系统模式、模式与状态变量的相关0(运行
