基于振荡能量的电力系统失步振荡研究

摘要

近年来，我国电网互联的程度不断提高，规模日益扩大，电网大规模互联在促进电力资源的合理分配和提高系统稳定性的同时，也给整个系统的同步运行带来了新的挑战。在电力系统遭受严重干扰，电网的整体同步性难以维持的时候，如何避免其全面崩溃，平息振荡，保障重要负荷的持续供电的重要性不言而喻。在我国，当系统遭受到大扰动冲击而失去同步后，失步解列作为电力系统第三道也是最后一道防线的重要组成部分，得到了广泛的应用。
　　失步振荡问题本质上是一种大扰动暂态稳定问题。在失步振荡的过程中，多个状态量变化十分剧烈，传统的小扰动暂态稳定分析方法不再适用。本文选用了暂态稳定直接法，从能量的角度出发，研究了失步振荡中失步子系统之间的动态相互影响，和失步振荡中心的动态迁移规律。本文首先介绍了能量结构的概念，在其基础上推导得到了失步振荡中失步群间的振荡能量。接着深入研究和分析了失步振荡时，两群振荡模式和多群振荡模式中群间振荡能量的变化规律与系统稳定状态的联系。最后提出了基于振荡能量的失步解列判据。该解列判据易于在工程中应用，可以正确迅速地寻找失步断面，有助于实施合理的解列操作，维护电网的稳定运行。实际电网算例仿真证明了该失步解列判据的有效性。

目录

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摘要

第1章 绪论

1．1 课题研究的背景及意义

1．2 现阶段的研究现状与存在的问题

1．2．1 现阶段的研究现状

1．2．2 传统失步解列判据存在的问题

1．3 本文的主要工作

第2章 能量结构的基本概念

2．1 引言

2．2 Dirac结构

2．3 Hamilton系统

2．3．1 广义Hamilton系统

2．3．2 端口受控Hamilton系统

2．4 从Dirac结构到Hamilton系统

2．5 Dirac结构的互联

2．6 能量结构

2．6．1 能量结构的定义

2．6．2 能量结构上的能量

2．6．3 端口供给能量

2．7 本章小结

第3章 振荡能量

3．1 引言

3．2 电力系统的能量结构

3．2．1 电力系统的能量结构及能量结构上的能量

3．3 Lyapunov稳定性理论

3．3．1 稳定性的几个定义

3．3．2 电力系统能量函数的证明

3．4 本章小结

第4章 振荡能量与失步振荡

4．1 引言

4．2 两机系统的失步振荡分析

4．2．1 线路阻抗角Ψ=90°,电压幅值比k=1

4．2．2 线路阻抗角Ψ=90°,电压幅值比k≠1

4．2．3 线路阻抗角Ψ=90°,电压幅值比k=1

4．3 多机系统的失步振荡分析

4．4 基于振荡能量的失步解列判据

4．5 实际系统仿真

4．6 本章小结

第5章 结论与展望

5．1 结论

5．2 展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果

攻读硕士学位期间参加的科研工作

致谢