基于Taylor级数的多群模式PEBS法暂态稳定分析-电气工程专业论文.docxVIP

Classified Index: TM712 U.D.C: 621.31 Dissertation for the Master Degree in Engineering RESEARCH ON TRANSIENT STABILITY ANALYSIS BY PEBS METHOD IN MULTI-GROUP BASED ON TAYLOR SERIES FUNCTION Candidate： Xia Shiwei Supervisor： Prof. Guo Zhizhong Academic Degree Applied for： Mater of Engineering Speciality： Electrical Engineering Affiliation： School of Electrical Engineering and Automation Date of Defence： June, 2009 Degree-Conferring-Institution Harbin Institute of Technology 要 随着我国电网规模日益扩大和电力市场机制逐渐形成，在电力系统的经济 效益获得提高的同时，确保其安全稳定仍是我国电力系统需要解决的重要问 题。暂态稳定性分析问题始终是一个颇有意义的课题，各国学者进行了深入而 广泛的研究，目前主要形成了能量函数法和时域仿真法。时域仿真法对系统中 的所有发电机转角轨迹模拟，速度慢但准确；将高阶 Taylor 级数法引入时域 仿真后，计算速度提高 6 倍左右，极大地提高了计算效率;而直接法中的典型 方法 EEAC 方法的完善是直接法暂态稳定研究实用化迈出的重要一步，由于 进行了两机等值，其速度极快但准确度稍差。本文从理论上对时域仿真法的不 等值和现有的暂态稳定分析直接法的两机等值进行改进，研究基于 Taylor 级 数的多群模式直接法。 在多机系统 COI 坐标下的能量函数的基础上，给出了多群模式能量函数 法的概念，分析了多群模式直接法的关键因素。多群模式的能量函数法通过减 少微分方程的个数来提高计算效率，同时使分群后的系统尽可能地更接近 n 机系统的实际裂解情况。基于 Taylor 级数展开技术，结合时域仿真法和能量 函数法的优点，用时域仿真法尽可能准确地分群，用能量函数法尽可能快速地 判断稳定性。 通过相关理论法、三取二分群方法和模糊聚类方法对受扰后的发电机进行 了多机等值研究。对模糊聚类的方法进行了参数分析，引入指标保证了发电机 分群的自适应性。通过算例比较了相关理论法、三取二分群方法和模糊聚类方 法的分群效果，得知模糊聚类方法分群效果最为满意，模糊聚类方法在发电机 分群中的运用是有效的。 推导了多群模式下的电磁功率表达式和多群等值系统的 Taylor 级数递推 公式，快速求得等值机的转角及加速功率，运用 PEBS 法准确地求取了临界切 除时间及判断了系统的稳定性。最后以 New England 10 机 39 节点系统为例验 证了多机等值 Taylor 级数法的合理性和有效性，仿真结果表明：该方法在准 确得到临界切除时间及正确判断系统稳定性的同时，提高了计算效率。 关键词:暂态稳定；Taylor 级数；多群模式；PEBS 法；分群自适应 Abstract With the increasing size of Chinas power grid and the growing up market mechanism, the economic benefits of Chinas electric power system is being improved. At the same time ensuring the safety and stability of Chinas electric power system is still an important issue to be resolved. Transient stability analysis has always been a subject of great significance, Therefore the scholars conduct an in-depth and extensive research and mainly form two methods: the Energy Function Method and time domain simulation method. The time domain simulation method simulates the angles of all generators in the power net