电力系统暂态稳定控制.docx

电力系统暂态稳定性研究摘要: 现代电力系统的发展使其稳定性问题日趋重要, 而暂态稳定控制又是稳定性研究的重中之重。通过介绍电力系统暂态稳定分析常用的几种方法, 时域分析法, 直接法和人工智能法,对比分析了几种方法的特点及适用范围。关键字: 电力系统,稳定性,控制。 1 电力体统暂态稳定概述电力系统暂态稳定性是指电力系统在某个运行情况下突然受到大的干扰后, 能否经过暂态过程达到新的稳态运行状态或者恢复到原来的状态[1], 反映了电力系统遭到大扰动后能恢复到稳定运行的能力[2]。随着电力系统规模的不断扩大, 暂态稳定性问题日趋严重。电力系统一旦失去稳定, 往往造成大范围、较长时间停电, 给国民经济和人民生活造成巨大损失和严重危害, 在最严重的情况下, 则可能使电力系统崩溃和瓦解。由此可见,研究电力系统暂态稳定分析方法,对于提高系统运行的安全性和稳定性具有十分重要的意义[3]。现行对电力系统暂态稳定的分析方法主要有三大类, 如下: 时域仿真法[4]( 也称为逐步积分法[5])、直接法[6]、人工智能法[4]。此外, 也有很多学者将小波变换用于电力系统暂态稳定分析,并且取得了一定的成果。 2 暂态稳定分析方法 时域仿真法电力系统是一个强非线形系统, 一般可以用一组非线性微分方程组来描述状态量, 同时还有反映网络结构的代数方程组, 可以用非线性方程组和代数方程组来描述电力系统, 如下: X=(X 1 ,X 2 ,...,X m) 为状态量, Y=(Y 1 ,Y 2 ,...,Y m) 为代数量。时域仿真法又称逐步积分法, 是暂态稳定分析基本方法, 它以稳态工况或潮流解为初值, 对上述表示系统状态量的微分方程组和反映网络结构的代数方程组联立求解或交替求解,逐步求得状态量和代数量, 并根据发电机的转子摇摆曲线来判定系统在扰动下能否保持同步。 直接法直接法的分支结构分为复杂模型和经典模型两种。经典模型有 Lyapunov 函数法和能量函数法[7-8] 。能量函数法也称暂态能量函数法,下面着重介绍能量函数法: (1 )暂态能量函数法步骤暂态能量函数法就是通过故障清除时刻的系统暂态能量 V cl 与临界能量 V cr 相比较, 直接评定系统的暂态稳定性。用暂态能量函数法来定性判断电力系统暂态稳定性, 其过程包括以下几个主要步骤: 1) 针对电力系统的结构和特定的故障定义一个暂态能量函数 V。 2) 根据故障过程及故障后的最终网络结构确定暂态能量函数的临界值 V cr。 3) 求解故障清除时刻(t=t cl) 的暂态能量函数值 V cl。 4) 比较 V cr -V cl 的值,若其值大于零则认为系统稳定,反之则认为系统不稳定,定义 V=V cr -V cl 作为暂态稳定裕度的度量。(2 )判断稳定性的要素用 TEF 法定性判断稳定性的要素有以下几个方面: 1) 暂态能量函数 V 的构造。 2) 暂态能量函数临界值 V cr 的确定。 3) 故障初始状态的确定。 4) 故障过程中积分路径和被积函数的确定。 5) 故障清除时刻的暂态能量函数值 V c 的确定。 6) 稳定的定性判据。(3 )能量函数法的类别根据求解 V cr 方法的不同,能量函数法可以分成主导不稳定平衡点法(CUEP) 、势能边界面法(PEBS) 和基于稳定域边界的主导不稳定不平衡点法(BC