模态级数法在交/直流电力系统中的应用

摘要

在我国研究电力系统暂态稳定性的快速估计和紧急控制的理论具有迫切和现实的意义。而电力系统是非线性系统，特别是当高压直流投入电力系统运行后，给全系统的运行性能带来相当大的影响。为了研究其动态行为，传统的分析方法是线性分析，其基本思想是将动态模型线性化，将动态模型描述为由状态方程组表示的线性系统。但由于其线性化的思想，只考虑在工作点附近有无限微小的扰动产生的结果，而实际的扰动总是有一定强度，其引起的非线性无法企及，尤其是当电力系统在运行中受到较大的扰动而发生振荡时，这种方法就会带来很大的误差。　　近年来非线性理论分析方法在电力系统稳定分析与控制中得到了很大的发展。模态级数法就是一种新的应用于电力系统非线性表示的方法。这种方法是简化常微分方程的重要工具，它是用分岔理论把特征值和高阶多项式结合起来，从数学空间结构上分析系统的稳定性，用此理论统一研究电力系统中的静态失稳和周期振荡，能从数学角度更全面地分析电力系统稳定性。但是现有的模态级数理论应用于电力系统时，大都是基于简单系统，或者是纯粹的交流系统，对于多机系统以及含有高压直流输电线路的交直流系统还需进一步研究。　　本文介绍了模态级数法在交/直流电力系统中的应用，特别介绍了对带附加控制的交直流系统分析，详细讨论了其数学模型和处理过程。模态级数法揭示了非线性模式相关性对系统动态特性的影响。通过非线性模态级数变换得到了交/直流电力系统的二阶解析解，扩展了线性相关因子的概念。更进一步，本文还分析了如何结合模态级数法选择附加控制的参数，对其进行模态级数分析，分析其故障后的暂态稳定性，振荡模式的种类，各种振荡模式之间的互作用及其对最后结果的影响，分析所选附加控制对于交直流系统是否有改善稳定性的作用。

目录

文摘

英文文摘

第一章绪论

1.1选题背景及研究意义

1.2国内外研究动态及存在的问题

1.3用模态级数法所能分析的问题

1.4论文思路与结构

1.5论文所做的工作

第二章模态级数法的理论基础

2.1系统模型、Taylor级数展开及Jordan型变换

2.2线性模态分析

2.3向量场正则型理论

2.4模态级数法

2.4.1非线性系统的模态级数表示

2.4.2二阶模式交互作用参数

2.4.3编程实现模态级数分析

2.5数学算例

2.6小结

第三章交直流互联系统的数学模型

3.1引言

3.2交流系统模型

3.3直流系统模型

3.4 AC/DC接口方程

3.5系统方程的模态转化

3.5难点和技术关键

3.6小结

第四章基于模态级数法的交直流互联系统的暂态稳定分析

4.1引言

4.2数字仿真程序NETOMAC简介

4.3交流系统非线性动态特性分析

4.3.1系统描述

4.3.2特征值分析

4.3.3仿真结果分析

4.4交/直流互联系统的非线性特性分析

4.4.1系统描述

4.4.2特征值分析

4.4.3仿真结果分析

4.4.4模式交互作用分析

4.5小结

第五章带功率调制的交直流系统的非线性动态特性分析

5.1引言

5.2 HVDC系统的基本控制以及附加控制

5.2.1 HVDC系统的基本控制

5.2.2 HVDC的附加控制

5.3功率调制的理论基础

5.3.1有功功率调制

5.3.2无功功率调制

5.3.3有功调制和无功调制的互相影响

5.3.4本章所研究的直流功率调制模式

5.4带直流功率调制的交直流系统的数学模型

5.5仿真结果分析

5.6功率调制的控制参数对模式交互作用的影响

5.7小结

第六章总结

参考文献

研究生学习期间发表的论文情况

声明

致谢