电力系统多运行方式下概率特征根分析

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1、郑州大学硕士学位论文电力系统多运行方式下概率特征根分析姓名：张建芬申请学位级别：硕士专业：电力系统及其自动化指导教师：王克文20040501摘要在电力系统运行过程中，存在着许多随机扰动或不确定因素，例如节点注入功率或网络结构的变化，以及测量和估计误差。概率特征根分析和电力系统稳定器设计方法可以更多地计及不确定因素，维持系统在较宽运行条件下的稳定性。而概率潮流计算又为概率特征根分析提供了发电机的初始状态和节点电压的均值和协方差。本文在现有概率分析方法的基础上，进行概率潮流计算的误差比较和算法改善、概率特征根算

2、法改进，以及概率控制器参数优化。在现有的保留二阶项的概率潮流算法中，节点电压取直角坐标形式，均值和方差交替求解，计算节点功率均值时计及了电压协方差对功率均值的修正作用，但对节点电压协方差的计算采用了线性化模型。分析发现，计算结果中，电压的均值和实际值相当接近，而电压的协方差却有较大的差别，尤其是与电压实部有关的协方差值差别更大。本文基于节点注入和PV电压运行曲线，将雅可比矩阵进行扩展，以便计及平衡点的电压曲线：不仅在节点注入均值中考虑电压协方差的修正，在计算电压协方差时也充分考虑了节点注入和电压的非线性关系

3、。将所用算法与已有的线性化概率潮流模型和近似二阶模型在迭代算式和计算精度方面进行了比较。结果表明，所用的完整二阶模型能够提供相当满意的电压均值和协方差。在概率特征根分析方面，分析比较了几种模型的计算精度，包括线性化模型、简化二阶模型、完整二阶模型和修正系数矩阵■，以及高阶累加量法。通过在两个系统上的计算分析表明，简化二阶模型的计算精度尚可以接受，虽然仍存在着一定的误差；完整二阶模型的计算精度并没有提高，却需要较多的计算时间；修改系数矩阵模型和对节点注入做线性变换求取特征根累加量的方法效果不稳定，即随算例而变

4、化。在PSS参数设计方面，利用概率灵敏度指标，进行PSS的最佳位置选择，结合相位补偿概念进行初始参数设计，并利用非线性规划技术进行参数优化。目标函数中计及了不满足稳定条件的所有特征根的性能指标。最后在八机系统上分别考查了基于单运行方式和多运行方式下优化方法的收敛特性。结果表明，利用非线性规划技术可以进一步协调PSS参数。关键词：电力系统，概率潮流，概率特征根分析，电力系统稳定器(PSS)，特征根灵敏度。AbstractAbstraetInpowersystemoperation，therearemanyfl

5、uctuationsandrandomfactors，suchasthevariationsofloadpowersandgenerations，changesinnetworkconfigurationandsystemparameters，aswellasthemeasureandforecastelrors．Inordertoimprovethestabilityofpowersystemsinmorewideoperatingcondition，theprobabilistictechniqueha

6、sbeenadoptedtoeigenvalueanalysisandpowersystemstabilizer(PSS)design．Theinitialoperatingstateofgeneratorsandtheprobabilisticattributesofnodalvoltagesaredeterminedbytheprobabilisticloadflowcomputation．Basedonthepresentprobabilisticanalysismethods，someworksha

7、vebeencarriedOUtinthisthesis，includingthecomputationalerrorcomparisonandthealgorithmimprovementforprobabilisticloadflow；theanalysisandimprovementforprobabilisticeigenvalue；PSSparametersoptimizationbythenonlinearprogrammingapproach．Withnodalvoltagesexpresse

8、dintherectangularform．thepresentsecondorderprobabilisticloadflowcomputationprovidesaccuratevoltageexpectations，butnotsatisfactoryvoltagecovariances，especiallythosecovariancesrelatedtotherealpartofvoltages．The