发电机模型对分岔理论研究动态电压稳定性的影响分析.pdf

维普资讯 第34卷 第17期 继 电器 Vo1．34 No．17 20 2006年9月 1日 RELAY Sep．1，2006 发电机模型对分岔理论研究动态 电压稳定性的影响分析 高金峰 ，张晓 ，A．P．Hu (1．郑州大学电气工程学院，河南 郑州450002；2．DepartmentofElectricaland ComputerEngineering，UniversityofAuckland，Pri~ateBag92019，NewZealand) 摘要：以一种典型电力系统结构为对象，应用非线性动力学理论中的分岔分析方法与通用分岔分析软件Au— to97，探讨了发电机数学模型对分岔分析方法研究动态电压稳定性的影响问题。使用分岔分析软件，得到了5 种发电机模型下电力系统的电压随原动机功率发生分岔的分析结果。在给出的电力系统结构与负荷模型下， 采用不同的发电机模型，电力系统的电压随原动机功率的改变，均发生一系列在定量与定性上均不相同的分 岔过程，但使电力系统产生动态电压不稳定的首要原因一即在到达SNB点以前均先出现HB点却是相 同的。 关键词 ：发电机模型； 电力系统； 电压稳定； 鞍结分岔； Hopf分岔 中图分类号：TM712 文献标识码：A 文章编号：1003-4897(2006)17-0020-05 方法以及分岔分析软件 Auto97 研究电力系统电 0 引言 压稳定性的适用性和有效性，找出发电机模型对分 随着电力系统向大机组、大电网、高电压和远距 析结果定量 、定性影响的规律，为电压失稳的机理、 离输电发展，以及世界上一些大电网相继发生多起 性质研究以及研究工具的选择提供参考。 以电压崩溃为特征的电网瓦解事故 ，电力系统的电 1 分岔理论与Auto97分析软件 压稳定性问题越来越受到广泛关注。 由于电力系统的强非线性特性，电压稳定以及 分岔理论主要研究确定性系统随参数改变可能 失稳机理的研究必然要求非线性分析方法的介入。 引起的解结构和稳定性的变化过程。当系统参数变 作为分析非线性系统结构稳定性的基本方法之一的 动经过某些临界值时，系统的定性性态或解结构 分岔理论，近年来在 电力系统电压稳定问题研究中 (如平衡状态、周期运动的数 目和稳定性等)会发生 得到了广泛应用。文献 [1，2]探讨了单机无穷大 突然变化，这种变化称为分岔，变化的参数称为分岔 (OMIB)系统在各种负荷模型下的分岔情况；文献 参数，相应临界值对应的点为分岔点 。 [3]讨论了一个OMIB系统的分岔情况与负荷的关 电力系统中常见的分岔现象有鞍结分岔(SNB) 系；文献[4～7，10]研究了计及发电机暂态电势和 和Hopf分岔 (HB)。在鞍结分岔点，随分岔参数的 励磁系统详细模型的系统分岔情况。文献 [11～ 变化，系统的稳定平衡点与不稳定平衡点重合，雅克 14]也应用分岔理论给出了电力系统的一些分岔分 比矩阵出现一零特征值。在电压稳定分析中，当分 析结果。这些研究均展现出了电力系统的复杂非线 岔参数取为负荷功率，观察对象为节点电压时，鞍结 性动力学特性。 分岔点对应于P—V(或 Q—v)曲线的拐点，即通常 目前所有的基于分岔理论研究电力系统动态电 认为的网络可传输的最大传输功率。运行于鞍结分 压稳定性机理的分析过程与结果，都是使用特定的 岔点邻域的系统，如果分岔参数 (负荷功率)进一步 系统结构、发电