分岔理论在电力系统电压稳定研究中的应用述评

首先简要介绍了分岔的基本概念,然后从静态分岔和动态分岔两个方面,评述了分岔理论在电压稳定研究中的应用情况.重点介绍了鞍节分岔点和Hopf分岔点的求取算法,分析了各种算法的优缺点,并简要介绍了奇异诱导分岔在动态电压稳定分析中的应用情况,最后对分岔理论在电压稳定研究应用中的前景进行了展望.     

电力系统电压稳定性研究与分岔理论

基于分岔理论的基本概念和主要分析方法,介绍了电力系统电压稳定分析中的多种分岔现象及其与电压稳定的关系,然后从静态分岔和动态分岔两个方面,对分岔理论在电压稳定研究中的主要方法进行了总结和评述.在静态分岔分析中,重点论述了鞍结点分岔(SNB)和鞍极限诱导分岔(SLIB);在动态分岔分析中,论述了Hopf分岔(HB)和奇异诱导分岔(SIB).着重阐述了这四种分岔的定义、满足的条件、采用的数学模型和适应范围及电压失稳分岔点的追踪方法,并比较了这些分析方法的优缺点.最后,对分岔理论在电压稳定分析中需进一步深入探讨的领域进行了展望.     

运用分岔理论研究电力系统电压稳定性

为研究电力系统电压稳定性问题,用分岔理论的基本原理分析了电力系统中常见的分岔现象及其对电压稳定的影响。从静态分岔和动态分岔两个方面阐述了分岔理论在电压稳定分析中的具体应用后,论述了引起电压失稳的鞍结点分岔(SNB)、Hopf分岔(HB)及奇异诱导分岔(SIB)等3种主要分岔形式的定义、分岔发生的条件及分岔点的数值计算方法,并给出了相应的数学模型及适应范围,比较了各种分析方法的优缺点,还讨论了各种分岔之间相互作用对电压稳定的影响。最后,展望了分岔理论在电压稳定分析应用中需进一步深入探讨的问题。     

基于VST的电力系统电压稳定分岔分析

概述了非线性动力系统分岔理论,介绍了基于MATLAB的电压稳定分析工具箱(Voltage Stability Tool-box,VST)。运用VST对IEEE-5节点系统在几种不同控制参数变化模式下进行了静态和动态分岔点的搜索,获得了比较满意的结果,验证了非线性的分岔理论在电压稳定分析中的相关结论。     

分岔理论在电力系统中的应用综述

简要介绍了分岔理论基本概念,论述了分岔理论在电力系统中的相关应用,包括基于分岔理论的电力系统电压失稳、电压崩溃、系统振荡机理研究;控制参数导致的电力系统分岔现象及其控制措施;以电力系统为背景的基于分岔理论的特征值求取;电力系统分岔点求取等。总结了分岔理论最新的应用成果和有待解决的问题,对分岔理论的应用前景做出一个客观的总结和展望。     

基于分岔理论的HVDC系统静、动态特性对比分析

应用分岔理论分析了一个HVDC系统的动态电压稳定性,分析了不同控制方式下HVDC电压稳定性与短路比SCR的关系,并与传统基于静态分析方法得出的电压稳定指标进行了对比分析,指出了两者之间的联系。研究结果表明,通过静态方法分析得出的HVDC系统临界失稳点就是分岔研究中HVDC系统的鞍结分岔点,并对应HVDC系统的静态电压失稳,但是在一定运行方式下,HVDC系统将出现Hopf分岔,只有通过动态分岔分析才能得到。     

发电机模型对分岔理论研究动态电压稳定性的影响分析

以一种典型电力系统结构为对象,应用非线性动力学理论中的分岔分析方法与通用分岔分析软件Au-to97,探讨了发电机数学模型对分岔分析方法研究动态电压稳定性的影响问题。使用分岔分析软件,得到了5种发电机模型下电力系统的电压随原动机功率发生分岔的分析结果。在给出的电力系统结构与负荷模型下,采用不同的发电机模型,电力系统的电压随原动机功率的改变,均发生一系列在定量与定性上均不相同的分岔过程,但使电力系统产生动态电压不稳定的首要原因—即在到达SNB点以前均先出现HB点却是相同的。     

发电机模型对分岔理论研究动态电压稳定性的影响分析

以一种典型电力系统结构为对象,应用非线性动力学理论中的分岔分析方法与通用分岔分析软件Auto97,探讨了发电机数学模型对分岔分析方法研究动态电压稳定性的影响问题.使用分岔分析软件,得到了5种发电机模型下电力系统的电压随原动机功率发生分岔的分析结果.在给出的电力系统结构与负荷模型下,采用不同的发电机模型, 电力系统的电压随原动机功率的改变,均发生一系列在定量与定性上均不相同的分岔过程,但使电力系统产生动态电压不稳定的首要原因-即在到达SNB点以前均先出现HB点却是相同的.     

分岔方法及其在电力系统中的应用

本文给出了可用来分析电力系统电压稳定和周期振荡的分岔理论中的有关转折分岔和Hopf分岔的概念、定理,并根据两类描述电力系统方程：微分方程和代数方程,结合降维方法如LS约化方法、中心流形方法介绍了求解分岔点的方法以及分岔理论在电力系统中的应用。     

电力系统电压稳定性分析综述

电力系统电压稳定性是电力工程界的研究热点之一。首先介绍了分岔理论在电压稳定性分析中的应用。其次,给出了电压稳定分析中常用的静态指标,阐述了各指标的特点。最后,介绍动态电压分析方法,并对电压稳定性分析进行展望。     

交流输电系统的分岔与仿真研究

为提高系统电压稳定水平,防止电压崩溃事故的发生,基于非线性动力系统的分岔理论,使用通用分岔分析软件AUTO2000对一个典型的3节点系统进行电压稳定的分析,得出了系统在3种不同发电机模型下的分岔点数值。研究发现,不同发电机模型的系统经历的分岔过程不同,说明系统的电压稳定性随着发电机模型的不同而不同。但系统在到达鞍节点分岔前,都因为发生了Hopf分岔而失稳,因此Hopf分岔才是系统失稳的原因。研究还发现跟踪Hopf分岔点开始的极限环曲线可见系统还会经历一系列其它复杂分岔:环面折叠分岔、倍周期分岔和环面分岔;在不同的发电机模型下,系统因为不同的动态分岔点而失稳。时域仿真验证了此结论。     

研究电力系统电压动态稳定性的一种新方法(下)——实例分析

通过2个研究实例,对一般电力系统电压动态稳定性进行分析研究,应用分叉理论及映射原理,将系统雅可比矩阵特征复平面进行特定变换,从而寻求平衡解流形上动、静分叉点。研究分析系统电压从稳定到失稳乃至崩溃的发生发展过程,分析了励磁调节器的限制作用对电力系统动态电压稳定性的影响。实例结果验证了所提方法的正确性、有效性和实用性,并提出了一些新看法。     

分叉理论与Matcont在含FACTS装置的电力系统电压稳定性分析中的应用研究

随着非线性科学理论研究的发展,分叉理论作为研究非线性系统的新方法被引入电压稳定研究中。简要介绍了分叉的基本概念和主要分叉点类型,然后以基于Matlab的分叉分析软件包Matcont为工具,应用分叉理论,对典型的不含FACTS装置和含FACTS装置进行电压稳定的分析。最后重点对Matcont得出的数据进行了详细的分析,研究发现,通过添加FACTS装置,可以有效减少分叉点数量,增加负荷极限,从而提高了系统电压稳定性。     

电力系统中的分叉现象与电压稳定

简单介绍电力系统中的一些分叉现象,着重分析了引起电压失稳的鞍结分叉（SNB）、霍普夫分叉（HB）以及奇异诱导分叉（SIB）等三种主要分叉形式的定义和分岔发生的条件,并通过数值仿真具体讨论了电压稳定性与鞍结分叉、霍普夫分叉之间的关系,力求从动力系统的角度来理解并解释电压稳定性。最后,展望了分叉理论在电压稳定分析中需进一步深入研究的问题。     

高压直流输电系统电压稳定性研究综述

详细论述了高压直流输电系统电压稳定性研究的现状,指出现有研究方法的缺点,并结合目前分岔理论在交流系统电压稳定性研究中的应用成果,提出将分岔理论应用于直流输电电压稳定性研究,并提出了分岔理论在应用到直流输电电压稳定性研究中的主要难点,提出了解决方法.     

构网型变流器并网系统在强弱电网下的分岔分析

构网型变流器并网系统在强弱电网下均存在稳定性问题，但这2类稳定性问题之间的联系并不清晰。为此，基于分岔理论揭示了这2类稳定性问题之间的非线性动力学关系和过渡过程的物理图像。首先根据所建模型，对这2类稳定性问题的动力学响应进行分岔分析，得出系统在弱电网下会发生鞍结点分岔，在强电网下会依次发生霍普夫分岔、倍周期分岔并通向混沌。其次基于时间尺度理论进行模型降阶，然后通过小扰动和大扰动分析确定端电压控制是导致强弱电网下系统动力学行为差异的关键因素。之后运用复转矩法进一步揭示了端电压控制会导致系统在强弱电网下分别因阻尼转矩不足和同步转矩不足而失稳。最后通过多机仿真证实了多机系统也存在类似的强电网失稳问题。     

基于分岔理论的负荷模型对交直流混联系统电压稳定性的影响

为研究区域负荷模型对交直流混联系统电压稳定性的影响,以3机9节点交直流混联电力系统为例,建立考虑系统各元件动态特性的数学模型,采用分岔理论与局部参数化的延拓法相结合的方法对系统的平衡解流形进行追踪,并对影响系统稳定的鞍结分岔点、霍普夫分岔点进行搜索和检测。在此基础上,针对不同负荷增长方式对电压稳定性的影响进行研究,重点分析比较国家电网各区域电网调度部门、规划部门所采用的负荷模型对电压稳定影响的异同。研究表明：以全网负荷同比增长方式增加负荷时系统静、动态负荷裕度最小,最不利于系统的稳定性;随着负荷模型中异步感应电动机比例的不断增加,分岔边界曲线前移,各类型分岔点出现时间缩短,系统的电压稳定裕度减小,电压稳定性将受到更大的威胁。