【正文】 應(yīng)的特征向量有相同的功能，在數(shù)值計(jì)算中前者只涉及實(shí)數(shù)運(yùn)算，后者可能出現(xiàn)最小特征值為復(fù)數(shù)的情況，故前者更受研究人員的歡迎。相對(duì)于求解一個(gè)非線性方程組，求解一個(gè)非線性規(guī)劃問題要復(fù)雜得多，但它能較好地考慮各種等式、不等式約束條件的限制，在求解實(shí)際問題的時(shí)候具 有更大的實(shí)用價(jià)值。 總之，基于潮流方程的靜態(tài)分析方法經(jīng)歷了較長(zhǎng)時(shí)間的研究，并取得了廣泛的經(jīng)驗(yàn)。 大干擾分析法 潮流解的存在和小干擾電壓穩(wěn)定分析的重點(diǎn)在于把電力系統(tǒng)置于一個(gè)具有一定安全裕度的運(yùn)行方式。 非線性動(dòng)力學(xué)方法 電壓穩(wěn)定裕度指標(biāo)算法的研究都是針對(duì)線性化了的系統(tǒng)方程，即假設(shè)初始條件的微小變化只能導(dǎo)致輸出的微小變化，但由于電力系統(tǒng)是一個(gè)非線性的動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)，臨界點(diǎn)附近系統(tǒng) 狀態(tài)的劇烈變化，使得臨界點(diǎn)附近這一假設(shè)往往不成立。提出了一種進(jìn)行電力系統(tǒng)電壓崩潰風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的方法。負(fù)荷模型分為靜態(tài)模型和動(dòng)態(tài)模型兩大類。其它指數(shù)可用來(lái)表示 不同類型的負(fù)荷組元的總的效果。動(dòng)態(tài)負(fù)荷模型進(jìn)一步分為機(jī)理式和非機(jī)理式，合理的機(jī)理式模型可以反映負(fù)荷動(dòng)態(tài)過程的物理本質(zhì)，而 非機(jī)理式模型在確定參數(shù)方面則比較簡(jiǎn)單。一般來(lái)說(shuō)，感應(yīng)電動(dòng)機(jī)定子繞組的暫態(tài)過程比轉(zhuǎn)子繞組的暫態(tài)過程要快得多，且更快于電力系統(tǒng)暫態(tài)過程。39。dT 為定子開路轉(zhuǎn)子回路時(shí)間常數(shù)； X 為定子漏電抗； 39。39。39。qE 分別為 d軸、 q 軸暫態(tài)電勢(shì)； 39。傳遞函數(shù)形式的負(fù)荷模型為小擾動(dòng)時(shí)局部線性化的結(jié)果，缺少普遍意義。但當(dāng)負(fù)荷逐漸加重時(shí)，式 (316)中 Qi增加，而 iV的迅速下降又使 2i iiVB按平方急劇變小，導(dǎo)致 Lii大幅度下降， L子塊失去主對(duì)角優(yōu)勢(shì)，造成了雅可比矩陣的行列式值 det 0J? 。改變后的 iiL? 為：202 2 20( s in c o s ) 2 ( )2i i i j i j i j i j i j i i i ijii i ii i i i i iiL V V G B V B BQ V B V B Q V B???? ? ? ? ?? ? ? ? ? ?? (317) 式 (317)中右邊兩項(xiàng)同號(hào)，在重負(fù)荷條件下兩項(xiàng)的變化相反， Q增加， Vi2Bii減少， Lii＇宿遷澤達(dá)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 16 是由兩部分之和求得的，所以 Lii＇ 變化不大 ,雅可比矩陣的行列式 也因此不再趨向于零 ,相應(yīng)也改善了潮流計(jì)算的收斂性。通過對(duì)電力系統(tǒng)潮流分布的分析和計(jì)算，可進(jìn)一步對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行的安全性，經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行分析、評(píng)估，提出改進(jìn)措施。 節(jié)點(diǎn) 2 給出有功功率為 ，電壓幅值為 ， PV 節(jié)點(diǎn)。它給出了電力網(wǎng)絡(luò)連接關(guān)系和元件特性的全部信息 ，是潮流計(jì)算的基礎(chǔ)方程式 。 11 ??U+()它是解代 數(shù)方程和超越方程的有效方法之一。 隨著系統(tǒng)規(guī)模的不斷發(fā)展 ， 新型控制設(shè)備的不斷投入運(yùn)行以及電力市場(chǎng)化的不斷深入，人們需要更為準(zhǔn)確的電壓穩(wěn)定性指標(biāo)以及實(shí)用判據(jù)，需要將電壓安全評(píng)估與控制不斷推向在線應(yīng)用 。三年的生活培育見證了我們深厚的友誼，我們一起度過的的大學(xué)三年的生活，讓我受益匪淺。牛老師是一個(gè)非常智慧、嚴(yán)肅但又不失親切的人，我很感激她對(duì)我要求上的嚴(yán)格以及能力上的肯定。 牛頓法至少是二階收斂的，即牛頓法在單根附近至少是二階收斂的，在重根附近是線性收斂的。 11 ??U+() 代入得潮流方程： =() 結(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣：對(duì)于一個(gè)給定的電路 (網(wǎng)絡(luò) )，由其關(guān)聯(lián)矩陣 A與支路導(dǎo)納矩陣 Y 所確定的矩陣。 節(jié)點(diǎn)類型 電 力系統(tǒng)潮流計(jì)算中，節(jié)點(diǎn)一般分為如下幾種類型： PQ 節(jié)點(diǎn)：節(jié)點(diǎn)注入的有功功率無(wú)功功率是已知的 PV 節(jié)點(diǎn)：節(jié)點(diǎn)注入的有功功率已知，節(jié)點(diǎn)電壓幅值恒定，一般由無(wú)功儲(chǔ)備比較充足的電廠和電站充當(dāng)； 平衡節(jié)點(diǎn)：節(jié)點(diǎn)的電壓為 1*exp(0176。 另外，我們將最容易失去電壓穩(wěn)定的節(jié)點(diǎn)稱為弱節(jié)點(diǎn)，與弱節(jié)點(diǎn)有支路連結(jié)的局部連通網(wǎng)絡(luò)為弱區(qū)域。 重負(fù)荷節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納模型算法是將電力系統(tǒng)重負(fù)荷節(jié)點(diǎn)的注入功率以一等效導(dǎo)納表示 ,再按常規(guī)潮流求解。將需要研究的負(fù)荷群看作為一個(gè)“系統(tǒng) L，其輸入變量是負(fù)荷母線電壓 U及母線頻率 f，輸出變量是負(fù)荷群吸收的總的有功功率 P和無(wú)功功率 Q，如圖 32所示。 則： mSmSP P PQ Q Q??????? (310) 宿遷澤達(dá)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 14 傳遞函數(shù)形式的負(fù)荷模型 )()()( sUsGsY ??? (311) 其中 ? 表示增量； ? ?TfuU ,? ； ? ?Tqd iiY ,? ； (312) ??????? )()( )()()( sGsG sGsGsG qfqu dfdu (313) 差分方程形式的負(fù)荷模型 )。( 39。 239。39。) 39。 39。鑒于以上原因，感應(yīng)電動(dòng)機(jī)負(fù)荷模型的建立在電壓穩(wěn)定動(dòng)態(tài)分析 中顯得非常重要。因此這種負(fù)荷模型也稱為負(fù)荷的 ZIP 模型。在電力系統(tǒng)動(dòng)態(tài)分析中，一般適用于計(jì)算結(jié)果對(duì)負(fù)荷模型不太敏感的負(fù)荷點(diǎn)。與此相對(duì)應(yīng)的電壓穩(wěn)定動(dòng)態(tài)分析方法，不僅面臨著負(fù)荷動(dòng)態(tài)建模的困難，而且在研究實(shí)際大規(guī)模系統(tǒng)時(shí)還存在著數(shù)值計(jì)算上的困難。運(yùn)用分岔理論能夠很好地分析電壓失穩(wěn) 的機(jī)理，且能夠在一定程度上將功角穩(wěn)定與電壓穩(wěn)定問題聯(lián)系起來(lái)提供統(tǒng)一的數(shù)學(xué)分析基礎(chǔ)。 （ 1）時(shí)域仿真法是研究電力系統(tǒng)動(dòng)態(tài)電壓特性的最有效方法 ,目前主要用來(lái)認(rèn)識(shí)電壓崩潰現(xiàn)象的特征，檢驗(yàn)電壓失穩(wěn)機(jī)理，給出預(yù)防和校正電壓穩(wěn)定的措施等，適合于任何電力系統(tǒng)動(dòng)態(tài)模型。除此以外，還有非線性動(dòng)力學(xué)方法。在電壓穩(wěn)定研究中，一般將靜態(tài)電壓穩(wěn)定臨界點(diǎn)描述成具有非零左或右特征向量的形式，即求解如下形式方程組： ( , ) 039。目前，參數(shù)連續(xù)化方法主要有局部參數(shù)連續(xù)法、弧長(zhǎng)連續(xù)法及同倫連續(xù)法。目前最常見的靈敏度判據(jù)有： /LGdV dE 、/LLdV dQ 、 /GLdQ dQ 、 / Ld QdV? 等，其中 LV 、 LQ 和 GE 、 GQ 分別為負(fù)荷節(jié)點(diǎn)、無(wú)功源節(jié)點(diǎn)的電壓和無(wú)功功率注入量， Q? 為電網(wǎng)輸送給負(fù)荷節(jié)點(diǎn)的無(wú)功功率與負(fù)荷無(wú)功需求之差。但目前理論研究和應(yīng)用實(shí)踐表明，對(duì)電壓穩(wěn)定問題的認(rèn)識(shí)深度和已取得的成果還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能與功角穩(wěn)定問題研究所取得的理論認(rèn)識(shí)深度及應(yīng)用成果相比擬，還 不能通過對(duì)電壓穩(wěn)定全面的分析、預(yù)防、監(jiān)測(cè)、控制確保電力系統(tǒng)的安全可靠運(yùn)行。 兩類指標(biāo)都能給出系統(tǒng)當(dāng)前運(yùn)行點(diǎn)離電壓崩潰點(diǎn)距離的某種量度。目前普遍認(rèn)為無(wú)功功率的平衡、發(fā)動(dòng)機(jī)的無(wú)功出力限制、 OLTC的動(dòng)態(tài)和負(fù)荷的動(dòng)態(tài)特性與電壓崩潰關(guān)系密切。由于牽涉到機(jī)械運(yùn)動(dòng)，所以分析電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性也稱電力系統(tǒng)的幾點(diǎn)暫態(tài)過程的分析。而系統(tǒng)中各發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子相對(duì)位置的變化，反過來(lái)又將影響系統(tǒng)中電流、電壓和功率的變化，且各狀態(tài)變量的變化較大。在小干擾作用下，系統(tǒng)中各狀態(tài)變量變化很小?？梢哉f(shuō)現(xiàn)代電力系統(tǒng)的很多方面 都與穩(wěn)定性問題密切相關(guān)的。它是按照“最嚴(yán)重事故決策標(biāo)準(zhǔn)”來(lái)獲得某一特定狀態(tài)下的系統(tǒng)安全狀態(tài)，分析的結(jié)果過于保守，付出了較大的經(jīng)濟(jì)代價(jià)。此外，電力系統(tǒng)還具有許多固有特性，如： (1)系統(tǒng)的運(yùn)行結(jié)構(gòu)調(diào)整頻繁，運(yùn)行工況不斷變化； (2)負(fù)荷波動(dòng)，諧波干擾以及隨機(jī)擾動(dòng)難以估計(jì)； (3)規(guī)模龐大，維數(shù)高，控制分散性強(qiáng)，完整的運(yùn)行信息難以獲?。?(4)存在飽和、死區(qū)、限幅等強(qiáng)非線性因素； (5)時(shí)變性強(qiáng)，對(duì)控制速度要求很高。對(duì)這一問題的機(jī)理，人們已有了較清楚的認(rèn)識(shí)，并發(fā)展出一套完備的分析方法和控制措施。 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 學(xué)生姓名 學(xué) 號(hào) 系 ( 部 ) 機(jī)電工程系 專 業(yè) 電氣自動(dòng)化技術(shù) 題 目 電力系統(tǒng)電壓穩(wěn)定的研究 指導(dǎo)教師 宿遷澤達(dá)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 1 摘 要 ： 電力系統(tǒng)是一個(gè)具有高度非線性的復(fù)雜系統(tǒng)，隨著電力工業(yè)發(fā)展和商業(yè)化運(yùn)營(yíng)，電網(wǎng)規(guī)模不斷擴(kuò)大，對(duì)電力系統(tǒng)穩(wěn)定性要求也越來(lái)越高。 上個(gè)世紀(jì)七十年代后期以來(lái)，世界范圍內(nèi)先后發(fā)生了多起由電壓崩潰引起的大面積停電事故 [1]，造成了巨大的經(jīng)濟(jì)損失和嚴(yán)重的社會(huì)影響。這些特性使建立電力系統(tǒng)的精 確模型變得極為困難，而且即使建立了較精確的數(shù)學(xué)模型，其結(jié)構(gòu)也過于復(fù)雜，難以實(shí)現(xiàn)快速有效的實(shí)時(shí)控制。隨著電網(wǎng)互聯(lián)的發(fā)展，控制的日益復(fù)雜，以及電力市場(chǎng)環(huán)境下能量交易量和不確定性的增加，概率性估計(jì)方法和準(zhǔn)則可能成為必需。 所謂電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性，是指當(dāng)系統(tǒng)在某種正常運(yùn)行狀態(tài)下突然受到某種干擾時(shí)，能否經(jīng)過一定的時(shí)間后又恢復(fù)到原來(lái)的穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)或者過渡到一個(gè)新的穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)的能力。 電力系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定性，是指系統(tǒng)在某種正常運(yùn)行狀態(tài)下，突然受到某種較大的干擾后，能夠自動(dòng)過渡到一個(gè)新的穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)的能力。 綜上所述，不論是靜態(tài)穩(wěn)定性還是暫態(tài)穩(wěn)定性問題，都是研究電力系統(tǒng)受到某種干擾后的運(yùn)行過程。 宿遷澤達(dá)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 6 電力系統(tǒng)的穩(wěn)定問題，還可以分為電源的穩(wěn)定性和負(fù)荷大穩(wěn)定性兩類，電源的穩(wěn)定性就是要分析同步發(fā)電機(jī)是否失步；負(fù)荷的穩(wěn)定性就是要分析 異步電動(dòng)機(jī)是否失速、停頓。但是對(duì)電壓崩潰的機(jī)理認(rèn)識(shí)還很不一致，不同研究人員所采用的系統(tǒng)模型也有很大差別，這種現(xiàn)狀表明迫切需要全面深入地分析電壓穩(wěn)定問題，分析它與電力系統(tǒng)中其它問題的相互關(guān)系，弄清各種因素的作用，抓住問題的本質(zhì)，為不同情況下的電壓穩(wěn)定研究建模 提供必要的指導(dǎo)原則。狀態(tài)指標(biāo)只取用當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)的信息，計(jì)算比較簡(jiǎn)單，但存在非線性；而裕度指標(biāo)能較好地反映電壓穩(wěn)定水平，但 其計(jì)算涉及過渡過程的模擬和臨界點(diǎn)的求取問題，計(jì)算量較大。因此目前仍然存在的問題和今后可能的研究方向主要有： (1)電壓崩潰的機(jī)理研究；