基于分叉理论的动态负荷特性对电压稳定的影响研究.pdf

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1、研究与开发基于分叉理论的动态负荷特性对电压稳定的影响研究李珊康积涛崔军飞刘伟（西南交通大学电气工程学院，成都610031）摘要电力系统非线性元件的动态特性对电压稳定有着重大的影响。本文以一个考虑详尽模型的三节点系统为例，研究了动态负荷特性对电压稳定的影响。研究结果表明：若系统受扰后仍能保持稳定，则有功、无功功率恢复时间常数越小，系统到达稳定状态速度越快；鞍结分叉和奇异诱导分叉会导致电压单调失稳，时间常数越小，电压崩溃速度越快；霍普夫分叉会导致电压振荡失稳，时间常数越小，振荡幅度越大。负荷暂态电压系数对扰动后系统的第一个运行点位置影响很大，较大参数值下的系统具

2、有较强的维持电压稳定的能力。关键词：分叉；动态负荷；电压稳定；平衡解流形ResearchintotheEffectofDynamicLoadCharacteristicsonVoltageStabilityBasedonBifurcationTheoryLiShanKangJitaoCuiJunfeiLiuWei(SchoolofElectricalEngineeringofSouthwestJiaotongUniversity,Chengdu610031)AbstractThedynamiccharacteristicsofnonlinearcompone

3、ntsinpowersystemshaveasignificantimpactonvoltagestability.Adoptathreenodepowersystemwithdetailedmodels,researchtheeffectofdynamiccharacteristicsoftheloadonvoltagestability.Theresultsshows:Ifthesystemcanmaintainstabilityafterdisturbances，thesmallertheactiveandreactivepowerrecoveryti

4、meconstant,thefasterthesystemreachesthesteadystate.BothSaddlenodebifurcationandsingularityinducedbifurcationcanresultinmonotonicvoltageinstability,thesmallerthetimeconstant,thefasterthevoltagecollapse.Hopfbifurcationcanleadtooscillatoryvoltageinstability,asmallertimeconstantvalueca

5、useslargeramplitude.Loadtransientvoltagecoefficientshavegreatinfluenceonthefirstoperatingpointafterdisturbance,thesystemhasastrongerabilitytomaintainvoltagestabilitywhenundertheconditionoflargerparametervalues.Keywords：bifurcation；dynamicload；voltagestability；equilibriumsolutionman

6、ifold1引言向分叉的过程。实践证明，分叉理论是对非线性动[2]态系统进行结构稳定性机理分析的有力工具。因在能源短缺的限制、环境保护的压力、经济利此，采用较详细的电力系统元件模型，利用分叉理益的驱使以及科技进步的促进之下，电力系统的运论分析负荷动态特性对电压稳定的影响，对于深入行越来越接近极限状态，电压稳定问题时有出现。认识电力系统的动态本质、深入了解负荷特性对电近些年来，世界上一些大电网相继发生多起以电压压稳定的影响等有着重要的意义。崩溃为特征的电压稳定性事故，这在很大程度上促进了国际电工学界对电压稳定的研究。事故经验和2电力系统中常见的分叉现象及其发生

7、的研究结果表明：发电机、励磁系统、有载调压变压数学条件简介器以及负荷的非线性动态特性对电压稳定有着显著2.1动态电力系统的数学表示[1]的影响。电力系统是一个复杂的非线性动态系统，从数学的角度看，电力系统的动态行为可以用电压稳定性态的改变，实质上是一种从稳定状态走162010年第10期研究与开发微分代数方程组的形式来描述：者的主要区别在于：亚临界霍普夫分叉发生会导致餿饉x=f(x,y,μ)一个不稳定极限环的消失；超临界霍普夫分叉的发饃（1）饉饈0=g(x,y,μ)生会导致一个稳定极限环的产生。式中，x为系统微分状态变量；y为系统代数状态文献[5]推出了霍普夫

8、分叉定理，认为当满足下变量；μ为系统控制参数。列条件