基于分岔理论的微网电压稳定性分析研究

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1、沈阳工业大学硕士学位论文基于分岔理论的微网电压稳定性分析研究VoltageStabilityResearchofMicrogridBasedonBifurcationTheory作者：白钦予单位：电气工程学院指导教师：卢芸副教授单位：沈阳工业大学协助指导教师：单位：单位：论文答辩日期：2015年3月6日学位授予单位：沈阳工业大学摘要微网可以充分发挥分布式发电的优越性，微网微源波动性、负荷多变性等因素决定微网存在电压稳定性问题。目前的微网电压稳定性分析方法存在无法考虑元件动态特性，或无法给出裕度信息等问题。故适用于微网环境的电压稳定性分析方法研究具有重要意

2、义。因此，本文开展以下内容，并得到以下结论。首先通过对微网特性的分析，选用分岔理论作为微网电压稳定性分析研究的方法。对微网中的异步风机、燃料电池、光伏电池微源，以及ZIP负荷、异步电动机负荷进行数学模型建立，并在PSCAD中搭建各元件的仿真模型，以异步风机与燃料电池为例，对微源在稳态与扰动状态下的并网运行进行仿真。其次，以分岔理论中的SNB分岔点为电压稳定临界，对9节点具体微网系统求取以电压稳定裕度。将分岔理论分析方法与传统静态连续潮流分析方法进行准确性对比分析，并依据分岔理论分析微源的类型、容量、并网位置对电压稳定裕度的影响规律。结果表明，分岔理论对于

3、微网电压稳定临界判别具有准确性与适用性，能够求取微网电压稳定裕度以及分析电压稳定水平。微源容量与并网位置对于微网的电压稳定裕度，由于微源类型的不同而存在不同程度的影响。最后，针对微网有时需要在线实现电压稳定监测的情况，推导了一种可以由同步相量测量技术实现的电压稳定在线判别指标。使用3机9节点模型验证了指标的有效性。通过分析微源类型、容量与并网位置对电压稳定裕度的影响，验证指标能够正确反映微源特性对电压稳定水平影响规律，故能够由电压薄弱节点的同步相量测量实现电压稳定性在线评估。关键词：微网，电压稳定，分岔理论，数学模型，在线评估IAbstractMicro

4、gridfullyrealizedtheadvantagesofdistributedgeneration.Thecharacteristicsofmicrosourcesandloadsdeterminedthevoltagestabilityproblemsofmicogrid.Thecurrentanalysismethodsformicrogridvoltagestabilityaredefective,whichcannottakethedynamiccharacteristicsofcomponentsintoconsiderate,orca

5、nnotgivemargininformationandotherproblems.So,theanalysismethodofthevoltagestabilityplaysagreatimportanceroleinmicrogrid.Therefore,wecarryoutthefollowing,andcometotheconclusions.Firstly,thispaperanalysisthemicrogridcharacteristicsandusedbifurcationtheoryforanalysismicrogridvoltage

6、stability.Themathematicalmodelsofmicrosourceslikeasynchronouswindgenerator,photovoltaiccellandfuelcell,andloadslikeasynchronousmotorandZIPloadwereestablished.ThesimulationmodelsofthesecomponentswerealsoconstructedinPSCAD,inwhichasimulationoperatingwithstabilizationdonebyfuelcellw

7、hileasimulationoperatingwithdisturbancedonebyasynchronouswindgenerator.Secondly,thevoltagestabilitymarginofa9nodesmicrogridwascalculatedbyusingSNBpointofbifurcationtheorybeingforlocatingthevoltagestabilityboundary.ContrastiveAnalysesofaccuracywereimplementedbetweenbifurcationtheo

8、ryandstaticcontinuouspowerflow.Theinflue