SVC控制引起的电压振荡失稳研究.pdf

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1、维普资讯http://www.cqvip.comSVC控制引起的电压振荡失稳研究顾伟．蒋平．唐国庆(东南大学电气工程系，江苏南京210096)摘要：在发生电压崩溃的单机一动态负荷系统中，采用传统SVC控制器(静止无功补偿器)提高其电压稳定性：研究表明SVC控制可以延迟系统鞍结分岔点，大大提高系统电压稳定性。但新状态变量的引入改变了系统特性．使得系统在发生鞍结分岔之前，先经历一个Hopf分岔。时域仿真表明，此Hopf分岔诱导系统发生振荡型电压失稳，系统的负荷极限由Hopf分岔参数决定。因此，在使用FACTS控制器

2、提高系统电压稳定性时，要详细考感其对系统中各种分岔的影响，综合优化控制器的设计和安装。关键词：电压崩溃振荡型电压失稳；鞍结分岔；Hopf分岔；分岔控制；SVC；负荷极限中圈分类号：TM7l2文献标识码：A文章编号：1004．9649(2oo5)08—0019—050引言12类分岔和电压失稳电压稳定的动态本质逐步为人们所认识：负荷电力系统稳定问题研究的本质是针对式(1)所动态特性、HVDC的控制特性、发电机及其励磁控制描述的电力系统数学模型的分析。。’：系统、无功补偿器的特性以及有载调压变难器等动态因素都可能导致

3、电jE崩溃。因此采用动态模型，用{_，<，y．p(1)【0=g(x，)，P)动态观点研究电压崩溃的机理更为合理。国内外学者利用非线性理沦中的分岔分析方法来研究系统动式巾：∈R是和发电机、负倚以及l』他系统控制器态方程，发现鞍结分岔会导致系统电压单调失稳；相关的状态变量；Y∈R足忽略了快速动念的代数进一步地研究发现，系统中的极限诱导分岔、Hopf变量；p∈R是参数变餐。分岔、倍周期分岔、蓝天分岔一和混沌都可能导致采用特征值分析法来研究小信号稳定叫‘，把力‘电力系统中的电压崩溃。因此，可以认为控制系程(1)在平衡点

4、(x【1，Y『1'P。)处线性化，叮得：统中的分岔就可以达到控制电压崩溃的目的，分岔控制(BifurcationContro1)可作为控制电力系统电【0JIJlAyJ压崩溃的一个方法。FACTS控制器具有快速灵活的式巾：：al。；=of／o~{。；,l,=Og／axL=ag／o．~控制能力．是在实际应用中实现分岔控制的有力工具。但是控制器的安装给系统增加了新的状态变．，：f【]J是系统Jacobian的阵量，改变了系统特性，在延迟或消除现有分岔的基础上，极有可能带来新的分岔。因此，研究FACTS控制如果似设止非

5、奇异。则町以消六代数变{it△)，器可能给系统带来的新的分岔，是在实际工程中合从而式(2)所描述的微分代数方程绀(DAE)系统¨T理安装和配置控制器必须要走的一步。以简化为下面的常微分力‘程乡¨(ODE)系统：本文在一个典型的单机一动态负荷系统中，研Ax=(J—JJ)5x-．4Av(3、究了SVC(静止无功补偿器)对该系统电压稳定性的影响。基于准静态模型，采用特征根分析法、尸-监测状态矩阵A的特征值随参数p的变化，就(或P’占)曲线法研究rSVC控制器对系统分点可以研究此系统的分岔情况。的影响，指出分岔控制可能

6、会带来新的分岔；最后采对于式(1)所表示的动态电力系统模．随荇用动态模型，用时域仿真验证了L述结论的正确性。参数P的变化，平衡点(。，)和卡f{应系统状态阵收稿日期：2005—05一l0作者简介：颐伟(1980一)，男，江苏邳州人，博士研究生，从事电压稳定和电力电子在电力系统中的应用研究E—mail：audreyonline@seu．edu．en19维普资讯http://www.cqvip.comA的特征值都会变化。下面简单给出本文中需要用代入上述各式，对式(4)进行化简可得到的引起系统稳定性变化的2类分岔的定

7、义和判6=c另U方法：[Jp=，一TEVsin6=—0,03(5)(1)鞍结分岔：当A有一个负实根随着P变化逐渐接近虚轴，并在p=p时，此根变为0，则系统发，一+c。s6]生鞍结分岔，(。，Y。，P。)为鞍结分岔点。(2)Hopf分岔：当A有一对共轭复根随着P变式(5)为该系统消去了代数变量后的全系统状态方化穿过虚轴(此时A有一对共轭纯虚根，而其他特程。下面对此系统进行特征根分析、P-V曲线以及征根都具有非零实部)，则系统发生Hopf分岔，(，时域仿真分析，研究其分特性。yn，P。)为Hopf分岔点。2．1特征

8、根分析用鞍结分岔、极限诱导分岔作为实际电力系统求此系统状态矩阵：中电压崩溃现象的一个解释，已经被国内外学者所010肯定。j；对于在实际系统中是否会发生由Hopf分一一丽c。。一一丽sin“6。岔引起的振荡型电压失稳，目前还没有定论0]。sin601一一2v]2单机一动态负荷系统电压崩溃分析给定此系统参数为：M=2H=O．1s，D=O．1，X=O．5，：lP．u．，k=O．5。-r=O．