电力系统结构保持模型稳定性分析的相关不稳定平衡点方法

电力系统结构保持模型稳定性分析的相关不稳定平衡点方法

殷明慧[1]2002年在《电力系统结构保持模型稳定性分析的相关不稳定平衡点方法》文中研究说明经济的发展和技术的进步使得传统电力系统沿着由区域供电向大规模电力系统互联的方向发展,这一发展趋势在带来巨大经济效益的同时也给电力系统的稳定性,尤其是暂态稳定性带来了严重的挑战。直接法是暂态稳定分析的重要方法之一,利用其进行故障后系统的稳定性分析与判定是电力系统研究的一个重要课题。虽然它在过去几十年的已取得了相当大的进展,但是在结构保持模型中的应用以及实际应用等方面仍存在许多问题。此领域内,本文在如下方面展开了研究: 首先,本文分析了结构保持模型中的外部跳变行为,并提出运用BLE方法对外部跳变方向进行判断,这对于获取正确的故障后系统初值是非常重要的。在此基础上,本文将传统Controlling UEP方法拓广至结构保持模型,并提出了新的直接法,扩展Controlling UEP方法。与传统方法相比,它需要进行两次暂态函数值的比较才能给出故障后系统稳定与否的判断,并且有时也给出较为保守的稳定估计。因此,为了提高ECUEP方法的有效性与准确性,本文引入有限的数值仿真代替部分的能量函数值的比较,从而提出了混合ECUEP方法。 其次,本文基于B—H结构保持模型,讨论了TCSC对远距离输电系统的暂态过程及暂态稳定性的影响。仿真结果表明串补度的不同可能会导致系统临界割集的改变。针对这一现象,运用Controlling UEP理论分析表明,TCSC的装设及串补度的变化使得故障后系统相关不稳定平衡点不对应,这解释了临界割集的改变。进一步仿真分析表明过大的串补度会引起支路(割集)暂态能量的不均匀分布,从而可能导致系统暂态稳定性的降低。

邱扬[2]2017年在《电力系统时变稳定性分析及安全预警研究》文中提出大扰动下时变电力系统稳定分析本质上属于非线性动力学稳定性的研究范畴。传统方法常使用数值积分并根据工程实践经验判断系统稳定性,并不能给出量化的稳定性指标;能量函数法通过构造标量函数直接判断系统稳定性,但具有一定的保守性。因此,迫切需要提出新型的Lyapunov函数构造方法,并在此基础上进行临界切除时间计算和稳定裕度估计,以实现时变稳定性分析和安全预警。本文的主要内容和成果有:针对能量函数难以构造的问题,提出了一种基于LaSalle不变原理的时变电力系统Lyapunov函数簇构造方法。首先,构造多机电力系统非线性动力学模型,并描绘出模型非线性部分的合理边界;然后,基于非线性边界和La Salle不变原理,将电力系统Lyapunov函数的构造问题转化为一组线性矩阵不等式的可行解问题,由此构造一系列Lyapunov函数,并将其定义为Lyapunov函数簇。与传统构造方法相比,本方法简单有效,具有良好的可扩展性。针对现有极限切除时间耗时较长的问题,提出一种基于Lyapunov函数簇的临界切除时间估计方法。首先建立计及发电机和负荷动态的电力系统网络结构保持模型,并通过时变函数刻画出系统模型非线性部分的边界;在此基础上,构造了故障电力系统的Lyapunov函数;进一步,确定该函数导数在故障期间的可变上界,量化了故障过程的能量累积与故障电力系统所能承受的临界切除时间的关系,从而将临界切除时间的计算转化为线性矩阵不等式约束下的凸优化问题;最后,给出了临界切除时间的显式计算方法。仿真结果表明,本方法不依赖故障轨迹,提高了计算效率。针对暂态稳定裕度难以在线动态评估的难题,提出一种Lyapunov函数优选及暂态稳定裕度评估方案,首先,针对电力系统结构保持模型,提出了适于暂态稳定分析的Lyapunov函数簇;在此基础上,构建了叁种不同形式的简化Lyapunov函数,并给出了叁类函数的综合特性及稳定边界;然后,考虑网络结构和系统状态,基于前述Lyapunov函数定义了综合稳定指标能量边界因子,用于故障严重程度在线排序和控制策略优选,实现电力系统安全预警。仿真结果证明了本方法在动态安全预警和控制方案选择中的适应性和有效性。

阮青松[3]2006年在《基于能量函数的电力系统暂态稳定性分析》文中研究指明电力系统稳定性破坏是电网中最严重的事故之一。为了防止这类事故的发生,暂态稳定性一直是电力系统研究人员和运行人员关注的一项重大课题。分析电力系统暂态稳定性的方法主要有两种。一种是时域仿真法,时域仿真法具有分析精度高、可处理复杂模型的优点,但不能给出系统的稳定裕度指标而且计算速度慢,目前只作为暂态稳定性的离线分析手段。另一种是直接法,本论文中的能量函数法就是一种重要的直接法。其最大的优点是能够给出稳定裕度并且计算速度快。 近年来,快速暂态稳定分析的能量函数法引起了许多研究人员的重视,并做了大量的研究工作,使得能量函数法的分析精度得到很大提高,基本能够满足电力系统在线动态安全分析的要求,可以作为暂态稳定性在线扫描分析的工具。 本文主要包括以下几方面的内容: 首先总结国内外有关直接法的发展状况,概述直接法暂态稳定分析的研究发展及其在工程上的应用,介绍了稳定性理论基础及其在暂态分析中的应用,并利用单机无穷大系统分析了直接法暂态稳定分析的全过程:暂态能量函数的定义及计算,临界能量的确定,给出了规格化的稳定裕度值。通过等面积准则来说明直接法和其在稳定性分析方面的一致性。 针对多机系统的经典数学模型,给出多机系统在角度中心下的状态空间方程及其暂态能量函数。分析了PEBS/BCU方法的理论基础,在此基础上总结PEBS/BCU方法暂态稳定分析的步骤,并着重分析了这两种方法。由于能量函数方法基于微分代数方程模型,所采用的发电机收缩系统方程为刚性的,本文详细地研究了刚性方程的性质,通过比较求解刚性方程的方法,进而采用了自动变阶变步长的吉尔(Gear)方法来解决收缩系统轨线积分问题,并给出了算例。 在所建模型的基础上,编制运用PEBS和BCU方法的计算程序。运用基于稳定域边界的主导不稳定平衡点(BCU)方法计算临界能量及稳定裕度,判别机组失稳与否,并应用此程序对6机22节点系统进行暂态

詹富均[4]2016年在《基于能量函数法的电力系统暂态电压稳定域研究》文中研究表明在“西电东送”的大背景下,随着电力负荷增加,电力网络的输送压力随之加重,且受端负荷成分复杂,对电力系统的暂态电压稳定性造成不利影响;当系统中多个晶闸管换流器型高压直流工程投入运行时,由于逆变站需要大量无功的特性,将更加恶化系统的暂态电压稳定性。因此,暂态电压稳定性仍是业界重要研究方向之一。当前,对电力系统暂态电压稳定性的研究还是主要基于时域仿真的方法,得到各电气量随时间变化的轨迹,从而判断系统的稳定性。这种方法耗时长,且无法给出系统的稳定裕度。本文将关注另外一种方法,即能量函数法。能量函数法是基于李雅普诺夫稳定性理论发展起来的方法,虽然该方法在准确度、模型的适应性方面有待提高;然而,作为时域仿真法的重要补充,该方法通过判定故障后系统的初始运行点是否在稳定域内,从而判定系统的稳定性,是求取电力系统局部稳定域边界的重要方法之一,可以用于电力系统的在线安全分析。如何融合新元件以及对暂态电压稳定分析的适用性,是能量函数法当前的研究热点。本文首先基于能量守恒定律,通过利用基尔霍夫电流定律,对系统的电流平衡方程沿着系统轨迹进行积分,推导得到了含发电机叁阶模型、电动机简化一阶模型的能量函数,并且在叁机九节点系统上验证了该能量函数的有效性;然后将此法扩展至交直流系统,将该直流模型视为动态负荷,并采用拉格朗日中值定理对直流部分的能量函数项进行处理,从而得到一种数值型的交直流系统能量函数。针对暂态电压稳定性分析目标,本文还采用一种启发式的方法,通过确定主导负荷母线,并且对负荷母线外的系统进行戴维南等值,通过基于滑差的转矩方程获得主导不稳定平衡点中滑差的初值,其余的值用故障后稳定平衡点替代,再采用延拓法获得主导不稳定平衡点。结合能量函数及所获得的主导不稳定平衡点,就可以得到维持系统暂态电压稳定的临界切除时间。本文的方法在电力系统开源仿真软件PSAT上进行算例验证。此外,由于基于电力系统开源仿真软件PSAT中的直流模型无法满足研究需要,根据主流直流工程系统的控制模式,对PSAT原代码进行改进,加入了逆变侧的定熄弧角控制,从而提高了直流的仿真精度,使直流的动态行为更加真实。

何斌[5]2007年在《微分代数方程Hamilton系统及其在电力系统稳定控制中的应用研究》文中进行了进一步梳理随着电力系统规模的不断扩大,系统结构和运行方式的复杂程度也在不断增加,势必使电力系统的安全稳定面临新的挑战。由于柔性交流输电系统(FACTS)的出现为电力系统带来了更多的控制资源,如何实现多种控制装置的协调控制用以改善电力系统的运行性能,成为一个具有理论价值和实际意义的工作。采用非线性微分代数方程描述的电力系统模型能够很好地将多种装置模型结合起来,可以为协调控制的研究提供便利,因此,对微分代数方程进行研究并开发有效的稳定控制策略正在逐渐成为国内外的研究热点。广义Hamilton系统理论从能量的观点出发,在系统稳定性分析、系统镇定以及其他控制问题中日益受到研究者的关注。本文对微分代数方程的广义Hamilton系统进行研究,并将其应用于电力系统的稳定控制。作者的研究工作已经取得了如下主要成果:1、通过对已有微分代数方程Hamilton实现形式的总结和对电力系统非线性微分代数方程所具有特点的研究,提出了符合电力系统特点而且更易于实现的一种微分代数方程Hamilton系统的实现形式,并给出了Hamilton函数的构造方法。2、在所提微分代数方程Hamilton实现形式的基础上,给出了直接阻尼注入的反馈镇定控制器以保证系统的渐近稳定性。在此基础上,为了进一步改进闭环系统的稳定性和动态性能,将基于Hamilton系统的连接和阻尼配置-无源控制(IDA-PBC)方法(能量整形方法)推广至微分代数方程组成的系统,对系统的结构矩阵进行重新配置。此外,考虑到系统可能存在的不确定性,为减小干扰的影响,就系统L2增益干扰抑制问题,提出相应的控制律,在保证闭环系统渐近稳定性的同时使其在L2增益意义下是鲁棒的。3、通过对微分代数方程形式的电力系统结构保持模型物理结构的分析,完成了含有非线性负荷的多机电力系统的耗散Hamilton实现,该Hamilton系统具有直观的物理意义,清晰地表达了系统与外部的互联以及内部的互联结构。根据Hamilton函数所具有的能量函数性质,从能量函数角度研究了Eq′动态对暂态稳定性的影响。分析了所得Hamilton系统的结构矩阵中存在的不足,用所提出的微分代数方程的能量整形IDA-PBC方法,重新配置结构矩阵,加入机电耦合项,整形系统能量。所得的励磁控制策略对改善含有非线性负荷的电力系统的暂态稳定性有很大帮助。4、研究了多机电力系统中励磁和静止无功补偿器(SVC)的协调控制问题,以克服多种可控设备之间可能存在的不良交互影响。在完成含有SVC的多机电力系统Hamilton实现基础上,经由能量整形IDA-PBC方法,设计了励磁和SVC的协调控制器,增进系统的暂态稳定与阻尼特性,同时保证了电压稳定效果。仿真结果验证了所提方法的有效性。5、考虑到电力系统随时可能受到外界干扰的影响,根据所提的微分代数方程的L2增益干扰抑制控制器设计方法,提出了励磁和静止同步补偿器(STATCOM)的协调控制器。仿真结果表明协调控制律不仅可以确保系统渐近稳定,而且能有效抑制干扰。综上所述,本论文从微分代数方程Hamilton系统的实现形式、Hamilton函数构造方法、能量整形方法、干扰抑制问题及在电力系统协调控制中的应用等方面做了较为深入的研究,取得了一定的成果,在文章最后指出了有待进一步研究的问题。

董晓刚[6]2005年在《暂态稳定能量函数法的分析》文中指出暂态稳定性一直是电力系统研究人员和运行人员关注的一项重大课题。分析电力系统暂态稳定性的方法主要有两种。一种是时域仿真法,时域仿真法具有分析精度高、可考虑复杂模型的优点,但不能给出系统的稳定裕度指标,而且计算速度慢,目前只作为暂态稳定性的离线分析手段。另一种是直接法,本论文中的能量函数法就是一种重要的直接法。其最大的优点是能够给出稳定裕度并且计算速度快。近年来,快速暂态稳定分析的能量函数法得到了各国研究人员的重视,并进行了大量的研究,使得能量函数法的分析精度得到很大提高,基本能够满足电力系统在线动态安全分析的要求,可以作为暂态稳定性在线扫描分析的工具。 本文总结了国内外有关能量函数法和求取主导不稳定平衡点的BCU法(the Boundary of Stability Region based Controlling Unstable Equilibrium Point Method)的研

周野[7]2012年在《基于SGEAC法的电力系统暂态稳定分析与控制》文中研究表明随着国民经济的发展,电力的需求日益增加,电能已经成为现代社会不可或缺的一部分。现代电力系统一旦发生事故,就有可能威胁到社会稳定,造成重大的经济损失。因此,电力系统安全稳定运行是居民正常生活的保障,是电网正常运行的基本条件。为防止电网受大扰动后,系统暂态失去稳定,造成大面积停电事故,本文对电力系统的暂态稳定、紧急控制和预防控制算法进行了深入研究,评估电力系统的暂态稳定裕度,制定出合理的控制措施,确保电力系统能够安全稳定运行。单机无穷大母线(One Machine Infinite Bus, OMIB)等值法定义了动态OMIB等值的稳定裕度,揭示了OMIB等值机械功率的调节对暂态稳定的影响。本文从OMIB等值和单机等面积定则原理(Single Generator Equal Area Criterion, SGEAC)的基础理论出发,研究和比较了OMIB等值和基于SGEAC法的2个单等值机组的暂态稳定、紧急控制和预防控制算法。研究表明单等值机组的稳定裕度、紧急控制和预防控制需调节的机械功率和OMIB等值机完全相等。更好地理解了基于不同等值机组暂态稳定的一致性以及各等值机组机械功率的调节对暂态稳定的影响。选取短时间内OMIB等值或2个单等值机组的时域仿真数据,利用最小二乘法拟合出电磁力矩关于转子角的多项式函数。根据多项式函数和稳定裕度的定义式,得出了首摆失稳情况下各等值机紧急控制和预防控制需调节的最小机械功率的数学表达式。针对多摆失稳情况,比较和分析了各等值机首摆、二摆的稳定裕度与控制量之间的关系,提出了一种简单的临界控制量计算方法。通过实验仿真,验证了计算方法的准确性和有效性。根据SGEAC法的特点,给出了系统的稳定判据、临界机群识别和紧急控制方案的选择等详细步骤,设计了电力系统暂态稳定紧急控制自动计算程序。在IEEE17机测试系统和实际大规模电力系统中对各种失稳模式进行了测试,测试结果表明该自动计算程序计算精度高、计算速度快,具有一定的实际工程应用价值。随着现代电力系统以及新能源的大规模发展,电力系统中出现了大量含有时间常数极小的模型或元件,如双馈感应发电机等。本文根据Matlab/Simulink中的双馈感应发电机组模型编写了可适用于电力系统暂态仿真程序的风力发电机组动态模型,并利用牛顿迭代法精确求解双馈感应发电机组的初始值。通过在单机无穷大系统上的仿真计算,验证了双馈感应发电机组模型和初始值计算的准确性和适用性。含有时间常数极小的模型或元件的出现使电力系统由原来的“非刚性”系统变成了“刚性”系统。传统的改进欧拉法或隐式梯形法均不适合求解“刚性”系统。本文根据电力系统自身特点,结合改进欧拉法和隐式梯形法的优点,提出一种可精确求解“刚性”系统的多步长快速数值积分方法,并从理论上分析了数值积分方法的数值稳定性与稳定域。利用该计算方法对简单“刚性”系统进行数值计算,计算结果与理论分析一致。针对“刚性”电力系统,结合多步长快速数值积分方法,提出了一种电力系统快速暂态仿真方法。该方法在系统积分步长不变的情况下,通过可变参数改变含极小时间常数模型的积分步长。含极小时间常数模型在改变后的步长下进行数值计算,此过程无需求解电力系统网络方程。当含极小时间常数模型的积分时间和系统积分时间同步时,含极小时间常数模型与系统中其他模型统一进行精确的数值计算。含双馈感应发电机电网的暂态仿真结果表明,该仿真方法计算速度快、精度高,是一种有效、适用的计算方法。分析了短路棒保护对双馈感应发电机组暂态特性的影响,仿真结果表明含有短路棒保护的双馈感应发电机组具有一定的故障穿越能力。利用SGEAC法对含风电场的电力系统进行了暂态稳定分析与控制,仿真结果表明SGEAC法同样适用于含风电场的电力系统,拓展了SGEAC法的应用范围。

顾伟[8]2006年在《电力系统最优分岔控制研究》文中研究指明随着电力市场的发展和电网规模的不断增大,如何针对不断增加和快速变化的能源需求,有效的从全局控制角度对系统控制配置进行优化协调已成为一个十分重要但又难以解决的课题。大电网数学模型由一组高阶微分代数方程(DAE)描述,本文结合非线性系统分岔理论,最优化理论以及电力系统时域仿真方法解决电力系统小扰动和大扰动稳定的最优控制问题,对振荡失稳和单调失稳两种失稳形式提出了不同的控制方案。主要研究内容如下:(1)电力系统模型及分析方法的研究。给出了发电机、AVR、PSS、负荷以及所用FACTS装置的动、静态模型,介绍了电力系统中可能发生的各种静态分岔和动态分岔与它们带来的稳定问题。比较了基于潮流的分析结果和准静态分析结果的差别,提出了采用“分岔分析(Bifurcation Analysis) +时域仿真(Time Domain Simulation)- BA + TDS”的电力系统稳定分析的系统化方法。(2)基于多参数分岔分析的控制参数分类。以AVR和SVC为例,研究了这两个装置的各种控制参数对系统各种分岔以及失稳形式的影响。提出了控制参数分类的思想,把系统中的控制参数分为鞍结分岔控制参数和Hopf分岔控制参数,提供了对不同失稳形式进行控制时的可控参数选择方案。(3)比较了计算分岔点的叁种方法:连续法、直接法和最优化方法,讨论了叁种方法的适用范畴,比较了它们在求解效率、解质量等方面的差异;拓展了最优化方法计算分岔点的范围,对于重负荷电力系统或故障后系统运行点可能超出分岔边界的情况,可以准确求得此时的分岔指标。(4)对小扰动稳定控制的概念和研究现状进行讨论,指出了该问题的研究瓶颈,结合小扰动参数稳定域的概念,把小扰动稳定控制描述为“保证系统不可控分岔参数μ≥μref,在系统小扰动参数稳定域内寻找最优的可控参数组合以保证系统的控制代价最小”这样一个最优分岔控制问题,澄清了描述该类问题时的概念混乱;建立了最优鞍结分岔控制和最优Hopf分岔控制的数学模型,模型包含各种不等约束,从数学上严格保证了电力系统安全性和经济性的最优控制;(5)研究了大扰动参数稳定域ΩLDSR和相应故障后小扰动稳定域ΩSSSR的关系,然后提出了几个合理的假设,据此假设提出了通过收缩相应故障后小扰动参数稳定域ΩSSSR来近似等效ΩLDSR的方法。最后,结合上述收缩ΩSSSR的方法,提出了基于最优分岔控制策略的电力系统大扰动稳定控制方案。

潘艳霞[9]2004年在《电力系统暂态稳定直接法的分析》文中研究表明稳定破坏是电网中较为严重的事故之一。为了防止稳定破坏,直接法作为一种快速、精确的稳定算法,各国进行了大量的研究。到目前为止,直接法稳定分析的研究朝两个方向发展,一个是改进现有的模型,寻求更准确、更快速和更实用化的方法;另一个是寻找新的求解在线稳定的理论和方法。 直接法分析动态系统稳定性的特点是从能量的观点来判别稳定性,而不是通过计算系统运动轨迹来判别稳定性。采用直接法最大的优点是速度快,而且可以给出稳定度的定量值,从而可作为电力系统在线动态安全分析的工具,以及作为离线大量扫描性暂态稳定分析的工具。 本文主要包括以下几方面的内容: 首先系统地回顾和总结了国内外有关直接法的发展状况。结合单机无穷大系统介绍了直接法暂稳分析的全过程:暂态能量函数的定义及计算,临界能量确定,给出了规格化的稳定裕度值。将直接法和等面积准则稳定判别比较,说明了二者间的一致性。 介绍了多机系统同步坐标下UEP法暂稳分析的数学模型,并给出了RUEP的概念;然后引出了COI坐标,并给出COI坐标下的UEP法数学模型,指出二者在功能上的差异。说明COI坐标比同步坐标更为合理,并指出可太原理工大学硕士研究生学位论文作双机等值动能校正以进一步改善精度。在此基础上讨论了IJEP法暂稳分析的步骤,给出了算例,还讨论了UEP法出现误差的一般原因。 建立了直接法的等值双机和等值叁机模型。所建模型具有较强的通用性和灵活性。从提高计算速度考虑,只对故障点附近地区采用较详细的元件模型,而其它地区则采用简化模型。这样不仅可以满足工程精度要求,而且把迭代计算限制在故障子块,提高计算速度,有利于在计算中快速计算持续故障轨迹及作稳定判别。网络方程采用分解聚合法。在求出临界切除角度以后,采用分段计算法求解临界切除时间。 在所建模型的基础上,编制了运用UEP法和双机等值法的计算程序。并应用此程序对推荐的系统图(22节点)进行了试算,取得了较满意的结果。

石访[10]2013年在《Hamilton能量函数方法研究及其在电力系统稳定控制中的应用》文中进行了进一步梳理电力系统是典型的高维非线性动态系统,目前尚不能完全了解其复杂动力学行为的各种特性,特别是电力系统稳定性已成为关系国计民生的重要研究课题之一。随着我国特高压战略的逐步推进,互联电网的规模愈加庞大,发生系统稳定性破坏事故的影响将难以估计。而近十年来北美、巴西、印度等地频频发生的大停电事故时刻为我们敲响警钟。基于能量函数法的暂态稳定性分析是非线性理论在电力系统中较为成功的应用之一,由于能够定量地给出系统的稳定程度并避免了复杂的数值积分,这种方法尤其适用于在线稳定评估,它与时域仿真法相辅相成共同构成了电力系统稳定分析的有效手段。电力系统稳定分析的最终目的在于系统镇定控制,进而提高电网的稳定性。现有的能量函数法多适用于较为简单的模型,在模型精度、理论深度和系统稳定控制器设计等方面仍需不断完善和发展,而Hamilton系统理论方法为其提供了有力的数学分析工具。本文基于广义受控Hamilton系统理论探讨计及转移电导和发电机励磁及FACTS装置的电力系统稳定控制和各控制器间的协调控制问题;并利用自治Hamilton系统周期解理论分析电力系统低频振荡现象,通过引入交直流互联系统的能量函数研究抑制低频振荡的直流附加阻尼控制器的设计方法,进而研究HVDC与TCSC的协调控制问题。本论文的主要研究内容和结果总结如下。在广义Hamilton系统理论框架内提出了一种具有更为一般形式的伪广义Hamilton系统结构,在Hamilton能量函数基础上通过构造系统局部Lyapunov函数成功设计了可使系统渐近稳定的控制器,并引入无源性理论,提出一种保证系统具有L2干扰抑制特性的鲁棒控制策略,给出了若干定理、条件和判据。在上述理论基础上,将所提出的系统框架和控制器设计方法应用于含转移电导和发电机励磁的多机系统简化网络模型,基于“能量平衡+阻尼注入”的思想提出一种发电机励磁控制器设计方法,所提出的控制策略理论依据清晰,具有明确的物理含义;进而将含不确定扰动因素的电力系统模型表示成伪广义Hamilton系统形式,给出一种满足L2性能准则的发电机励磁鲁棒控制策略;最后用数值仿真分别验证了所提出的两种控制器设计方法的正确性和有效性。利用广义Hamilton系统的内在结构特性实现电力系统发电机励磁和TCSC、SVC等FACTS装置的协调控制。首先针对孤立大型发电厂往远方负荷中心送电且输电线加装TCSC的应用场景,通过引入系统等效电纳的虚拟控制输入,在单机无穷大系统基础上完成了系统广义耗散Hamilton实现,以系统暂态能量下降为控制目标给出了保证系统渐近稳定的反馈控策略,利用系统的内在结构特性直接实现了发电机励磁和TCSC间的协调控制,对某典型工程示例进行数值仿真,结果验证了本文所提出控制方法的有效性;进而考虑含SVC和发电机励磁的简化网络模型,将SVC的动态过程包含在时变的系统导纳阵中,给出了多机系统伪广义耗散Hamilton实现,构造系统的局部Lyapunov函数并利用L2增益干扰抑制方法设计了发电机励磁和SVC的鲁棒协调控制器,并将控制策略表示为可量测的形式,最后用3机9节点系统算例仿真验证本文所提出协调控制策略的正确性和有效性。将Hamilton系统理论应用到电力系统低频振荡分析和抑制这一领域。首先以单机无穷大系统作为研究对象,通过构造系统Hamilton能量函数给出自治Hamilton系统模型,利用Hamilton系统周期解理论分析简单电力系统的低频振荡频率特性,为从非线性系统角度解释低频振荡机理提供了新的思路;进而研究交直流互联电网的低频振荡抑制问题,基于惯性中心等值法建立了区域互联电网的等值系统模型,通过定义具有系统振荡能量概念的Hamilton函数给出了系统的广义Hamilton实现,从降低系统振荡能量角度出发给出HVDC附加阻尼控制器设计方法,利用HVDC的快速功率调制能力快速平息系统振荡;最后研究交直流互联电网在并列交流线路中装设TCSC的情形,给出含TCSC模型的交直流系统Hamilton实现,利用系统的内在结构性质给出HVDC和TCSC的协调控制策略,从而有效提高交直流互联电网抑制区间低频振荡的能力。

参考文献:

[1]. 电力系统结构保持模型稳定性分析的相关不稳定平衡点方法[D]. 殷明慧. 南京理工大学. 2002

[2]. 电力系统时变稳定性分析及安全预警研究[D]. 邱扬. 华北电力大学(北京). 2017

[3]. 基于能量函数的电力系统暂态稳定性分析[D]. 阮青松. 西南交通大学. 2006

[4]. 基于能量函数法的电力系统暂态电压稳定域研究[D]. 詹富均. 华南理工大学. 2016

[5]. 微分代数方程Hamilton系统及其在电力系统稳定控制中的应用研究[D]. 何斌. 上海交通大学. 2007

[6]. 暂态稳定能量函数法的分析[D]. 董晓刚. 太原理工大学. 2005

[7]. 基于SGEAC法的电力系统暂态稳定分析与控制[D]. 周野. 湖南大学. 2012

[8]. 电力系统最优分岔控制研究[D]. 顾伟. 东南大学. 2006

[9]. 电力系统暂态稳定直接法的分析[D]. 潘艳霞. 太原理工大学. 2004

[10]. Hamilton能量函数方法研究及其在电力系统稳定控制中的应用[D]. 石访. 上海交通大学. 2013

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电力系统结构保持模型稳定性分析的相关不稳定平衡点方法
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