毕业设计(论文)
开题报告
题 目: 电力系统低频振荡的数字仿真研究
院系名称： 电气工程 专业班级：
学生姓名： 学 号：
指导教师： 教师职称： 讲师
2011
年 03 月 1 日 毕业设计（论文）开题报告 1．结合毕业设计（论文）课题情况，根据所查阅的文献资料，每人撰写 2000~4000字左右的文献综述： 文 献 综 述 一、本课题研究的意义 随着电网规模的日益扩大,特别是东北—华北、川渝—华中、福建—华东、东北—北—华中—川渝—山东等联网工程的建设,“西电东送,南北互供,全国联网”的局面已步形成。电力系统的规模越来越大，结构越来越复杂，运行越来越接近极限临界点，使电力系统振荡失稳问题也变得越来越显著。尤其在大规模互联系统中，最有可能发生的稳定问题就是低频振荡问题。稳定性问题是电力系统运行的重要问题，因为如果大型电力系统稳定遭到破坏，就可能造成一个或几个 区域大面积停电，使得生产生活一时陷于瘫痪和混乱，对人民生活及国民经济造成灾难性损失。在这方面，美国、欧洲、日本等发达国家都有过惨重教训。我国电力系统因稳定破坏事故所造成的经济损失也相当惊人，尤其对人民生活和社会造成的危害，更是不能用数字表达的。低频振荡现象在大型互联电网中时有发生。由于表现为等幅或增幅形式的低频振荡一旦发生,将严重威胁电网的安全稳定运行,很有可能诱发连锁反应事故,造成系统定破坏,使大面积用户停电。因此对低频振荡的研究具有十分重要的意义,目前已经成为电力系统稳定研究中的重点问题之一。 二、国内外研究现状 1、低频振荡产生的机理 欠阻尼机理。自F. Demello最先提出低频振荡的欠阻尼机理后,学术界逐渐取得了共识。这一理论认为低频振荡是由于在特定情况下系统提供的负阻尼作用抵消了系统电机、励磁绕组和机械等所产生的正阻尼,在欠阻尼的情况下扰将逐渐被放大,从而引起系统功率的振荡。 共振或谐振机理。当输入信号或扰动信号与系统固有频率存在某种特定关系时，系统会产生大幅度的共振或谐振，其频率有时处于低频区域。这种机理只限于理论分析，其证明有赖于实测数据的观测，依赖于机组的轴系、调速系统及励磁调节系统加装的同步测量记录装置，才能得到系统的实际参数和扰动记录。这种低频振荡具有起振快、起振后保持同步的等幅振荡和失去振荡源后振荡很快衰减等特点,这种机理是近年来讨论的热点。 发电机的电磁惯性引起的低频振荡。由于发电机励磁绕组具有电感,则由励磁电压在励磁绕组中产生的励磁电流将是一个比它滞后的励磁电流强迫分量,这种滞后将产生一个滞后的控制,而这种滞后的控制在一定条件下将引起振荡。这种电磁惯性引起的低频振荡具体会在什么条件下产生,目前还无定论,也鲜见有关这方面的文献。 非线性奇异现象（也称为分歧现象）。根据电力系统静态稳定性的小扰动分析法,系统的全部特征根都有负实部时,系统是稳定的;若特征根中出现一个零根或一对虚根,则系统处于稳定的边界;如果特征根中出现一个正实数或一对具有正实部的复数,则系统是不稳定的。但实际上是由于系统的非线性特性,系统在虚轴附近将出现奇异现象。研究发现,非线性动态系统出现奇异现象时,即使系统的全部特征根都有负实部,在小扰动下,非线性造成的分歧也可能使系统的特性和状态发生突变,导致增幅性振荡的发生。 混沌振荡机理。混沌现象是在完全确定的模型下产生的不确定现象,它是由非线性系统中各参数相互作用而导致的一种非常复杂的现象。目前人们只是感性地认识到混沌现象的一些典型特征,比如混沌系统对初始点的敏感依赖性,这种敏感依赖性是指任意两条运行轨道无论其初始点如何接近,其运行轨迹都将随时间变化而截然不同。文献中针对低频振荡的参数进行分析得出了如下结论: (1) 仅有阻尼而无周期性负荷扰动时,系统不会出现混沌振荡；（2）在周期性扰动负荷的作用下且当扰动负荷的值超过一定范围的时候,系统出现混沌振荡； ( 3) 在周期性负荷扰动下,当阻尼系数接近某一数值时,系统发生混沌现象。 文献中提出了产生混沌现象的两种途径:(1)连续倍周期分岔导致混沌; (2) 经由初始能量直接激发混沌。所谓连续倍周期分岔导致混沌就是指系统由最初的单周期分岔出现倍周期、接着出现4倍周期分岔,然后8倍周期分岔······,如此下去导致的混沌现象。而当发电机的角速度偏差达到某一值时,系统收敛到混沌吸引子上,若发电机的角速度偏差继续变大时,系统最终的状态将由奇异吸引子控制,这种混沌就是经由初始能量直接激发的混沌。 2、低频振荡的分析方法 1) 特征值分析法 即频域法,它针对在某一稳定运行点线性化的系统( X = AX ) 计算系数矩阵A 的特征值。从原理上看，包括全部特征值和选择特征值分析法，前者是利用QR 法求出系统的全部特征值，得到系统所有模式。其优点主要为: ①根据全部特征值能分离并确定系统所有的模态； ②利用特征向量确定各模态和状态变量间的关系。但该法是基于稠密矩阵实现的特征求解方法， 占用内存较大，同时当A 的维数特别大时,由于当前计算精度的限制,不可能收敛或求解失败,因此该法只限于小型电力系统。后者主要是基于通常只关心与分析目的密切相关的特征值思想,大致可分为降阶选择模 式和全维部分特征值分析法2 类,前类主要思想是在全系统线性化方程式中,按某
开题报告,电力系统低频振荡的数字仿真研究
