基于分岔理論的交直流電力系統(tǒng)電壓穩(wěn)定性分析方法研究.pdf

1、當(dāng)前電力系統(tǒng)向大電網(wǎng)、高電壓和遠(yuǎn)距離輸電發(fā)展，高壓直流輸電技術(shù)為這種發(fā)展趨勢(shì)提供了較好的解決方案，但也對(duì)電力系統(tǒng)穩(wěn)定性提出了新的挑戰(zhàn)，尤其是與直流端相聯(lián)的弱交流系統(tǒng)的電壓穩(wěn)定性問(wèn)題變得日益嚴(yán)重。因此，提出一種適應(yīng)于交直流電力系統(tǒng)電壓穩(wěn)定性分析的理論模式，指導(dǎo)電力系統(tǒng)規(guī)劃和安全生產(chǎn)，防患于未然，無(wú)疑具有重大的理論意義和實(shí)際意義。
　　 電力系統(tǒng)是一個(gè)大型的、復(fù)雜的非線(xiàn)性動(dòng)態(tài)系統(tǒng)，分岔理論是研究非線(xiàn)性動(dòng)態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的有力工具。近

2、年來(lái)，分岔理論在工程中已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用，在許多研究領(lǐng)域己取得了大量的成果，但它在交直流電力系統(tǒng)電壓穩(wěn)定性分析中的應(yīng)用仍有待于進(jìn)一步深入。本文在研究交直流系統(tǒng)潮流算法和分岔點(diǎn)檢測(cè)的基礎(chǔ)上，利用分岔理論，結(jié)合小擾動(dòng)穩(wěn)定性的特征值分析法，提出了較為系統(tǒng)的交直流電力系統(tǒng)電壓穩(wěn)定性靜、動(dòng)態(tài)分岔分析方法，并將其成功地應(yīng)用于3個(gè)典型的交直流互聯(lián)電力系統(tǒng)中。具體內(nèi)容如下：
　　 首先，本文在給出發(fā)電機(jī)系統(tǒng)、負(fù)荷以及HVDC的數(shù)學(xué)模型后，基于HV

3、DC的兩類(lèi)數(shù)學(xué)模型，得出了相應(yīng)的交直流系統(tǒng)電壓穩(wěn)定性分析所需的微分代數(shù)(DAE)模型。
　　 其次，在分析當(dāng)前交直流系統(tǒng)潮流算法的基礎(chǔ)上，提出了一種新的潮流計(jì)算方法一部分直流變量消除法。該方法不僅兼顧了統(tǒng)一迭代法的優(yōu)點(diǎn)－收斂性較好，而且克服了直流變量消除法(改進(jìn)的交替迭代法)在處理各種控制模式切換時(shí)程序較復(fù)雜的不足。
　　 然后，研究了分岔點(diǎn)的檢測(cè)方法(重點(diǎn)是Hopf分岔)。在比較了常用方法的優(yōu)缺點(diǎn)、討論了它們各自適用范

4、圍的此基礎(chǔ)上，針對(duì)傳統(tǒng)直接法所解方程維數(shù)高的問(wèn)題，應(yīng)用分解迭代技術(shù)，提出了一種計(jì)算Hopf分岔點(diǎn)的簡(jiǎn)化直接法，提高了計(jì)算效率。同時(shí)，在應(yīng)用連續(xù)法檢測(cè)Hopf分岔點(diǎn)時(shí)，利用電力系統(tǒng)的分岔特性，提出了以SNB點(diǎn)為起點(diǎn)，逆著平衡解流形鑒別Hopf分岔點(diǎn)的方法。算例表明：在實(shí)際工程應(yīng)用中，該方法可在一定程度上減少計(jì)算量。此外，還詳細(xì)闡述了求解交直流電力系統(tǒng)分岔點(diǎn)的具體步驟。
　　 在獲得系統(tǒng)潮流和分岔點(diǎn)的基礎(chǔ)上，充分利用分岔點(diǎn)計(jì)算過(guò)程中