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电力系统大范围时滞稳定研究

作　者: 姜懿郎
导　师: 贾宏杰
学　校: 天津大学
专　业: 电力系统及其自动化
关键词: 电力系统大范围时滞稳定域广域保护与控制插值仿真
分类号: TM712
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

随着我国电力系统互联程度的逐渐提高,其稳定性也不断面临着越来越大的挑战和更多的关注,而利用广域量测系统来对电力系统进行协调控制是未来的发展方向,但广域量测系统信号传输中产生的大量延时会对电力系统的稳定运行产生不可忽视的影响。本文主要研究含时滞电力系统的稳定性分析方法,主要工作如下:讨论了带有时滞环节的电力系统的数学模型,并根据模型给出了电力系统的小扰动稳定判据。为进行电力系统时域仿真,给出了能求解微分-代数方程的交替求解法的计算步骤。为了避免龙格-库塔方法求解带时滞微分方程时所导致的无穷次递归,本文提出用插值的方法来实现对系统过去状态的读取。提出了使用拉格朗日四点插值的方法来对时滞动力系统特征根进行追踪,取得了良好的效果,并在算例中发现了根轨迹按照阿基米德螺旋线来进行收敛的反常现象。本文提供了一种简便方法,仅需要在有限范围内追踪一个复矩阵的特征值轨迹,即可求解系统在大范围时滞空间中的稳定域及其边界,计算效率较高。利用典型时滞系统和WSCC三机九节点系统,对本文所提方法进行了深入的仿真验证,除得到系统的大范围时滞稳定域和特征根轨迹外,还发现了系统的一些非线性特征,如发电机转子功角与暂态电势之间的椭圆代数关系,以及类似于混沌的动力学现象。

全文目录

摘要  3-4
ABSTRACT  4-7
第一章概述  7-13
  1.1 引言  7-9
    1.1.1 电力系统中的时滞  7
    1.1.2 广域量测系统中的时滞  7-9
    1.1.3 时滞对于电力系统稳定性的影响  9
  1.2 电力系统稳定性  9-11
    1.2.1 小扰动稳定性  9-10
    1.2.2 暂态稳定性  10
    1.2.3 电压稳定性  10-11
  1.3 国内外研究现状  11-12
  1.4 本文主要工作  12-13
第二章电力系统时滞模型及其时域仿真方法  13-18
  2.1 同步发电机的数学模型  13
  2.2 不考虑时滞环节的电力系统模型  13-14
  2.3 电力系统时滞模型  14-15
  2.4 用于时滞动力系统的时域仿真方法  15-17
  2.5 本章小结  17-18
第三章时滞动力系统根轨迹求解  18-20
  3.1 求解系统根轨迹的目的  18
  3.2 利用插值公式求解代数方程  18-19
  3.3 根轨迹的追踪与形成  19
  3.4 本章小结  19-20
第四章大范围时滞稳定域求解方法  20-25
  4.1 求解思路  20
  4.2 参数变换的引入  20-21
  4.3 时滞稳定域的快速求解  21-24
    4.3.1 对稳定域边界可能值的搜索  21-22
    4.3.2 稳定区域判别  22-24
  4.4 本章小结  24-25
第五章算例  25-54
  5.1 典型算例  25-29
    5.1.1 模型与参数  25
    5.1.2 时滞参数空间稳定域边界的求解  25-26
    5.1.3 稳定区域的判别  26-28
    5.1.4 系统根轨迹的研究  28-29
  5.2 WSCC三机九节点算例  29-53
    5.2.1 模型与参数  29-31
    5.2.2 时滞参数空间稳定域边界的求解  31-33
    5.2.3 稳定区域的判别  33-34
    5.2.4 时滞稳定域对分叉变量的敏感性  34-35
    5.2.5 系统经受扰动后仿真结果  35-53
  5.3 本章小结  53-54
第六章总结与展望  54-56
参考文献  56-58
发表论文和参加科研情况说明  58-59
致谢  59

电力系统大范围时滞稳定研究

内容摘要

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