时滞电力系统小扰动稳定性研究

发布时间：2019-12-05 06:40

【摘要】：时滞是引发动力系统性能恶化和造成系统失稳的一个重要诱因，因此开展电力系统时滞稳定性研究意义重大。本文主要针对电力系统时滞小扰动稳定性开展研究，涉及系统模型改进、实用特征谱追踪、时滞系统动态机理研究和分岔现象分析等内容。本文的主要工作如下： 1、提出了两种更适用于电力系统时滞稳定分析的新模型：带约束时滞微分方程模型(CTODE)和带约束时滞微分-代数方程模型(CTDAE)，并推导了两种模型在平衡点附近的线性化形式。利用Lyapunov-Krasovskii稳定判据和典型数据的验证结果表明，采用新模型对系统进行稳定性分析时具有更高计算效率，尤其是当时滞环节维数远小于系统状态变量个数时更为明显。 2、给出了一种基于预测-校正思路的时滞电力系统实用特征谱追踪算法：该方法从时滞为零开始，，逐渐增加系统的时滞，并利用已有结果进行预测，然后通过求解一个优化模型对预测结果加以校正，以实现对时滞系统实用特征谱的求解。进一步，给出了基于传统模型和CTODE模型的求解算法，并利用WSCC-3机9节点系统对相关算法进行了验证。分析计算结果表明，所给方法能深入地分析时滞对系统特征值的影响。同时在进行算例验证时，论文还发现了两类时滞系统存在的特殊分岔形式——振荡诞生分岔(OEB)和振荡泯灭分岔(ODB)。 3、利用朗伯函数对时滞系统中的OEB和ODB分岔的出现机理进行探讨：首先，提出了一种OEB和ODB分岔出现的途径，即朗伯函数自变量随着时滞参数变化穿越临界点e1，导致其复数解与实数解的相互转换。进一步，给出了分析单时滞一维系统和单时滞二维系统OEB分岔判别方法。进一步，采用典型的一维、二维和WSCC-3机9节点时滞系统，验证了所提方法的有效性。相关研究对揭示时滞电力系统的振荡模式变化和失稳机理具有一定帮助。
【图文】：

图 2.1 实数域朗伯函数的 W0和 W 1分支ert W 函数，可直接求解如下标准形式的超越方0e ( )sa s r τ= τ+∈ 。式(2.26)可以改写为1

应雅可比矩阵特征值为 2 α < 0，故为稳定平衡点。该系统的平衡点形的分布情况示于图 2.2(a)，图中实线部分为稳定平衡点曲线，虚线部定平衡点曲线，两者在原点(分岔点)处相遇后消失。根据定义 2.10，式号时的分岔点在*α =0，为一个鞍节点分岔。
【学位授予单位】：天津大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TM712

【参考文献】

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本文编号：2569924