基于详细模型的多机电力系统小扰动稳定降阶分析方法研究

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1、摘要随着“西电东送”工程的建设投运和全国互联电力系统的逐步形成，电力系统的小扰动稳定问题更加突出，而当前电力系统小扰动稳定研究水平还不能很好地适应电力系统规模扩大和稳定分析与控制水平提高的要求。研究既可满足系统规模要求、又有较高分析计算精度的多机电力系统小扰动稳定降阶分析方法，具有重要的学术研究价值和工程现实意义。本文在回顾分析电力系统小扰动稳定研究的发展历程及其研究现状的基础上，开展了基于详细模型的多机电力系统小扰动稳定降阶分析方法的研究工作。为解决特征值QR算法的维数局限与电力系统规模以及模型精度之间的矛盾，本文提出了多机电力系统特征值降阶计算的模糊

2、分块解耦法。该方法根据多机电力系统的机电耦合特性，在多机系统同步力矩系数矩阵的基础上，求取传递闭包．通过选择适当的阈值水平口，实现多机系统的合理分块解耦；对各分块解耦子系统分别计算特征值，各子系统的特征值的集合可以近似作为原多机系统的特征值。这一方法可以控制分块解耦子系统的规模，实现多机系统特征值的降阶计算．避免特征值QR算法的“维数灾难”，同时为采用计及发电机阻尼绕组作用的详细模型计算大型电力系统的全部特征值、提高电力系统小扰动稳定分析的准确性提供了一种方法。对模糊分块解耦法可能出现的伪复根现象进行分析，认为伪复根是将原本存在机电耦合的子系统强行解耦导

3、致特征值“变异”的一种现象，一般不会影响小扰动稳定分析的结果。基于传统等效二阶模型的选择模式分析法，虽然实现了多机系统机电模式的降阶计算．但存在着计算精度不高和特征根“丢失”现象。本文利用基于发电机详细描述的多机系统精确等效二阶模型，提出了模糊分块解耦法与选择模式分析法相结合的机电模式计算方法。这一方法由模糊分块解耦法提供准确度较高的全部机电模式的初值，再由选择模式分析法迭代求出准确的机电模式。这种基于精确等效二阶模型的多机系统机电模式计算方法，一方面有效地避免了采用传统矩阵法提供机电模式迭代初值时存在的特征值“丢失”现象，另一方面提高了机电模式的计算精

4、度。频域分析法在多机系统小扰动稳定方面的研究尚没有达到工程实用的要求。为探索解决这一问题，本文基于多机电力系统小扰动稳定分析的完全解耦法，将多机系统完全解祸模型与频域分析法相结合，从三个方面实现了多机系统小扰动稳定的频域降阶分析：籍助各解耦单机系统的开环频率特性曲线和开环频域性能标直观地分析多机系统的绝对稳定性和相对稳定憔；籍助各解耦单机系统的闭环系统特，谯多项式频率特犍，计算各瓣勰摹规系统瓣阏环主导投虑近戗值著邈鼗求解其准确德，获取多枫系统豹杌窀模式；运用整数力矩系数法，计算各解耦单枫系统的同步力矩系数和阻尼力矩系数，这对于分析机组问的耦合状况判断机组

5、失稳原因具肖直接的意义。嚣参缡裁了实璎上述多秘毫力系统枣撬动稳定三耱释除分褥方法翡MATLAB程序。关键溺魄力系统，小找魂稳定，黪除，摸期，艇裰Abstractwitllthebuildingandoperationoftheproject“electricpowertransmissionfromwesttoeast'’andtheformingofthenationwidepowersystem’Sinter-connection．theproblemofpowersystemsmallsignalstabilityismorenotable．The

6、researchstandardOilthesmallsignalstabilitycannotadapttotheneedsthatarepropitioustotheenlargingscaleofpowersystemandthelevelsofstabilityanalysisandcontr01．Tostudythereduced-orderanalysismethodsthatnotonlyCallsatisfytheneedofthesystemscalebutalsohavehi蕊ercalculationprecisionhasalli

7、mportantacademicvalueandpracticalprojectseflse．Basedonthereviewandpresenttendencyanalysisforsmallsignalstabilityresearch，inthisthesis，thereduced—orderanalysismethodforsmallsignalstabilityofmulti-machinepowersystemusingdetailmodelisresearched．Inordertosettlethecontradictionamongth

8、edimensionlocalizationofQR，scaleofpowers