电力系统小干扰稳定性分析与阻尼控制的若干问题研究

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1、上海交通大学博士后研究工作报告电力系统小干扰稳定性分析与阻尼控制的若干问题研究摘要电力系统小干扰稳定性及阻尼低频机电振荡的研究是保证电力系统安全、稳定运行的一项重要内容，具有重要的理论意叉和实用价值。随着电网规模的扩大扣大区电网之间的互联，电力系统的小干扰稳定性问题越来越突出。低频振荡在我国电力系统中仍然是突出的问题，并随着我国大区电网互联而更加凸现出来。电力市场机制在电力工业中的逐步实施，带来系统运行方式的变化，FACTS装置的广泛应用，等等这些都对系统小干扰稳定性提出了新的问题和挑战。本文围绕低频振荡的影响因素及阻尼控制器的设计进行了一

2、些初步的研究，主要内容包括：比较了几种小干扰稳定性分析软件对四机系统在某一运行方式下特征值计算的结果，研究潮流计算结果误差对小干扰稳定性分析的影响。小干扰稳定性分析结果的精度和潮流计算结果的精度保持一致或基本一致，潮流结果误差对模很小的特征值影响较大。由于潮流结果误差，反映系统惯性中心运动的零根必然变为正根或正振荡根。对电力负荷的动态特性对低频振荡的影响进行研究。采用由一个感应电动机与一个静态负荷并联而成的综合负荷模型，考虑在建模过程中存在负荷参数辨识误差及负荷特性估计的不准确造成的不确定性，研究动态负荷所占比例扣电动机惯性时间常数对电力系

3、统低频振荡频率和阻尼的影响。通过对四机系统典型实例的研究分析，得出了一些有意义的结论。负荷模型对低频振荡局部模式的影响较小，主要影响区间振荡模式：送端负荷中电动机成分使区间振荡模式的频率升高，受端负荷中电动机成分使频率降低；对阻尼的影响与动态负荷所占的比例和电动机的·赁性时间常数有关。研究了FACTS装置对电力系统小干扰稳定性的影响，采用基于混合模型的特征值灵敏度分析方法对FACTS阻尼控制器进行分析与设计。由电力系统线性化模型增广矩阵的特征值灵敏度推导出混合模型形式的特征值灵敏度，提出利用二阶灵敏度解决控制器参数大范围变化时灵敏度方法的精

4、度问题。可以采用混合模型形式的灵敏度方法统一进行FACTS阻尼控制器的配置和拳数整定。特征值灵敏庋的计算只需关键特征值及其左右特征向量等模式信息，便于推广到大型电力系统。采用模糊控制理论对STATCOM成功地设计了辅助阻尼控制器，以抑制互联电力系统联络线功率振荡。模糊调制控制器的核心部分为准PI型双输入、单输出模糊控制器，并利用正交最小二乘算法对模糊控制器的关键参数进行了优化。仿真结果表明模糊调制控制器能有效地抑制振荡，并且在运行工况改变时性能优于线性调制控制器，具有较好的鲁棒性。对多机大电力系统中多个FACTS阻尼控制器之间以及和电力系统

5、稳定器之间的协调设计进行研究，提出序优化和遗传算法相结合的智能计算方法解决阻尼控III上海交通大学博士后研究工作报告电力系统小干扰稳定性分析与阻尼控制的若干问题研究制器参数的鲁棒最优整定。根据矩阵的迹和其特征值的关系提出一种易于计算的近似目标函数，利用序优化方法评估对比各个解之间的优劣。遗传算法中个体的适应度由序优化方法排序确定，并给出线性排序选择算子，可以大大加速评估和选择的过程，减少计算量，提高效率。给出了基于智能计算方法协调设计多个阻尼控制器的流程。关键词：电力系统，低频振荡，负荷模型，柔性交流输电系统，阻尼控制器，特征值分析。上海交

6、通大学博士后研究工作报告电力系统小干扰稳定性分析与阻尼控制的若干问题研究ABSTRACTSmallsignalstabilityiSthebasicrequirementforapowersystemtomaintainsecureoperation．Withthegrowthofinterconnectedpowersystems，andparticularlythederegulationoftheindustry，problemrelatedtosmallsignalstabilityhavebeenreportedmoreandmo

7、re．Dampingoflowfrequencyoscillationsplaysallimportantrolenotonlyinincreasingthetransmissioncapabilitybutalsoinstabilizingthepowersystem．Inthispaper,theanalysisofsmallsignalstabilityandthedesignofdampingcontrollersarestudied．Itsmaincontentsareasfollows：Severalsmall-signalst

8、abilityanalysissoftwarepackagesarecomparedtostudytheimpactoftheerrorsofpowerflowonthesmal