電力系統(tǒng)電壓穩(wěn)定分岔分析及控制研究.pdf

1、為了使能源能夠更為合理地利用，現(xiàn)代電力系統(tǒng)的規(guī)模日益增大，從而使維持系統(tǒng)電壓穩(wěn)定性的難度也大為增加。國內(nèi)外已相繼發(fā)生過多起電力系統(tǒng)電壓崩潰性事故，使電壓穩(wěn)定性這個(gè)問題日漸成為國際電工學(xué)界關(guān)注的焦點(diǎn)。電力系統(tǒng)電壓穩(wěn)定問題是系統(tǒng)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性問題，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)失穩(wěn)時(shí)，就會存在分岔現(xiàn)象，而這正是引起電壓失穩(wěn)的主要原因之一。延遲和消除分岔現(xiàn)象，避免不良后果，或有目的地創(chuàng)建或強(qiáng)化有益的分岔現(xiàn)象，使其為人們所利用，是分岔控制理論研究的主要內(nèi)容。本文運(yùn)用基于

2、MATLAB的數(shù)值分岔分析軟件MATCONT提供的單參數(shù)和雙參數(shù)分岔分析方法來研究經(jīng)典3節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)的Hopf分岔控制問題，并重點(diǎn)考察線性狀態(tài)反饋控制和Washoutfilter狀態(tài)反饋控制方法對該系統(tǒng)Hopf分岔的控制效果。
　　 在經(jīng)典3節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)中，Hopf分岔現(xiàn)象發(fā)生于Q1-V曲線的上半支中，包含一個(gè)超臨界Hopf分岔點(diǎn)和一個(gè)亞臨界Hopf分岔點(diǎn);當(dāng)系統(tǒng)平衡點(diǎn)位于亞臨界Hopf分岔點(diǎn)處時(shí)，若負(fù)荷節(jié)點(diǎn)處的無功遭受小干擾，負(fù)荷母線

3、電壓發(fā)生增幅振蕩并最終導(dǎo)致電壓崩潰。MATCONT仿真結(jié)果顯示本文采用的反饋控制器均能夠有效地延遲或消除亞臨界Hopf分岔現(xiàn)象，從而擴(kuò)大了系統(tǒng)的電壓穩(wěn)定域:
　　 (1)對3節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)分別進(jìn)行線性狀態(tài)反饋控制和Washoutfilter反饋控制，通過調(diào)節(jié)控制器增益，兩者均可有效延遲系統(tǒng)的Hopf分岔;線性狀態(tài)反饋控制還可有效延遲系統(tǒng)的鞍結(jié)分岔，甚至可完全消除系統(tǒng)的Hopf分岔。
　　 (2)對3節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)采用SVC和STAT

4、COM進(jìn)行無功補(bǔ)償以實(shí)現(xiàn)分岔控制，在選取合適的無功補(bǔ)償器增益的情況下均可有效延遲系統(tǒng)的鞍結(jié)分岔和Hopf分岔。
　　 (3)對SVC和STATCOM分別施加線性狀態(tài)反饋控制后可進(jìn)一步延遲系統(tǒng)的鞍結(jié)分岔和Hopf分岔;對SVC和STATCOM分別施加Washoutfilter反饋控制后可進(jìn)一步延遲甚至完全消除系統(tǒng)的Hopf分岔。
　　 (4)將經(jīng)典3節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)改造為含風(fēng)電場系統(tǒng)，在系統(tǒng)鞍結(jié)分岔前會出現(xiàn)一個(gè)亞臨界Hopf分岔，