应用分岔理论分析SVC对电力系统电压稳定性的影响

基于分岔理论的电力系统电压稳定分析对于深入理解电压失稳机理有重要意义,特别是对于灵活交流输电系统,如静止无功补偿器等,分岔理论能够有效分析系统的动态控制特性对电压稳定的影响。利用非线性动力系统的分岔理论,使用通用分岔分析软件AUTO2000对典型的含SVC系统和不含SVC系统进行电压稳定的分析,得出了系统在两种情况下的分岔点数值。研究发现,通过添加静止无功补偿器(SVC),可以延迟系统的Hopf分岔点和鞍结分岔点,增加负荷极限,从而提高了系统电压稳定性。之后又通过双参数分岔分析确定了两维分岔边界。结果表明,在使用SVC控制器提高系统电压稳定性时,要详细考虑其参数对系统中各种分岔的影响,综合优化控制器的设计和安装。     

应用分岔理论分析SVC对电力系统电压稳定性的影响

基于分岔理论的电力系统电压稳定分析对于深入理解电压失稳机理有重要意义,特别是对于灵活交流输电系统,如静止无功补偿器等,分岔理论能够有效分析系统的动态控制特性对电压稳定的影响.利用非线性动力系统的分岔理论,使用通用分岔分析软件AUTO2000对典型的含SVC系统和不含SVC系统进行电压稳定的分析,得出了系统在两种情况下的分岔点数值.研究发现,通过添加静止无功补偿器(SVC),可以延迟系统的Hopf分岔点和鞍结分岔点,增加负荷极限,从而提高了系统电压稳定性.之后又通过双参数分岔分析确定了两维分岔边界.结果表明,在使用SVC控制器提高系统电压稳定性时,要详细考虑其参数对系统中各种分岔的影响,综合优化控制器的设计和安装.     

一类负荷侧电压振荡问题的机理分析

已有研究表明,当在功率恢复型动态负荷侧安装电压控制设备来进行电压控制和提高负荷裕度时,虽然可以延迟鞍结分岔,提高静态负荷裕度,但会在系统中感应Hopf分岔,引起系统电压振荡失稳.将对该模型进行降维处理,通过严格的数学推导,来证明该Hopf分岔的必然性,并解释该问题的物理本质.     

静止无功补偿器控制对电压稳定的影响研究

论述了SVC（静止无功补偿器）可以提高电力系统的稳定性,但是SVC控制器给系统的状态矩阵引入了新的状态变量,改变了系统的相关特性,可能会在消除或延迟原有分岔的基础上削弱某些运行模式的阻尼,乃至改变系统分岔点的类型。以IEEE14节点系统的时域仿真结果为例表明,随着SVC安装点数目增多,在系统稳定性有所提高的同崃,系统中发生低频振荡的几率增大。提出在实际中使用SvC提高系统电压稳定性时,需要考虑多台SVC控制器动态特性对系统稳定性的不利影响,合理规划安装地点。     

含SVC电力系统电压稳定性余维二分岔研究

为揭示系统中多参数共同作用对电力系统电压稳定性的影响,需要克服单参数分岔局限性。使用静态无功补偿器(SVC)提高系统稳定性,同时以负荷有功功率、无功功率及SVC参数为分岔控制参数,运用分岔分析方法,验证了复杂电力系统中二维解流形存在Generalized Hopf分岔和Zero-Hopf分岔现象。分析结果表明Zero-Hopf分岔点为鞍结分岔(Saddle Node Bifurcation,SNB)曲线与Hopf曲线的交点,增大SVC电压增益Ksvc有利于二维分岔边界的拓展;同一Ksvc值可通过调节无功功率来消除二维分岔曲线上的Zero-Hopf分岔点。本文揭示了三个参数共同作用下影响电力系统电压稳定性的分岔机理。     

基于Hopf分岔理论的风电系统电压稳定性研究

为研究风电系统参数连续变化对其电压稳定性的影响.应用Hopf分岔理论,以风电场有功功率和无功功率为分岔参数,通过延拓法求解单参数Hopf分岔点和两参数Hopf分岔边界,研究了分岔参数对Hopf分岔的影响,并分析了静止无功补偿器(SVC)对Hopf分岔的控制作用.研究表明,风电场的无功消耗会限制有功功率的输出,SVC可以...     

大规模光伏发电并网系统电压稳定分岔研究

运用数值分岔软件MATCONT对一个接入大规模光伏电站的经典3节点系统进行分岔分析。单参数分岔分析结果显示,系统存在着危害负荷电压稳定性的亚临界Hopf分岔。双参数分岔分析结果显示,当光伏电站以滞后功率因数运行时,系统具有最大电压稳定域光伏有功出力值,可作为光伏电站最大安装容量;而以超前功率因数运行时则会使系统的电压稳定域缩小。当光伏电站以滞后功率因数运行时,光照强度大幅度突降会对负荷电压稳定性造成不利影响,光伏电站有功出力越大,该影响越严重。对系统中的等值发电机角速度施加线性反馈控制后可延迟甚至完全消除亚临界Hopf分岔,从而可使系统以鞍结分岔点作为系统的电压稳定临界点,大幅扩大了电压稳定域;采用线性反馈控制措施还可使光照强度发生大幅度突降时负荷电压能够快速恢复。     

一种有效的电力系统电压崩溃控制

对于两台发电机母线和一个负荷母线组成的简单电力系统，在负荷母线的无功功率逐渐变化时，会发生亚临界，超临界Hopf分岔和鞍结点分岔，并导致混沌现象和电压崩溃现象，但通过在鞍结分岔平衡点设计的线性状态反馈控制器可以在无功功率的一定范围内消除这些现象，并使系统受扰偏离平衡点后迅速回到平衡点，且该控制器只需用到发电机角速度和负荷母线电压幅值两个状态量，因此，该控制器简单实用，另外对该控制器设计过程中的有关问题进行了讨论，数值仿真说明了该控制器的有效性。     

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。     

含双馈风机的电力系统分岔研究

随着风电并网规模的增大,其对电力系统电压稳定的作用日益突出。本文通过采用双馈式风力机组系统的双质块数学模型,在算例系统中研究了定风速下的系统电压失稳机理。本文重点分析讨论了当风速为12m/s时系统的电压稳定性,仿真结果表明在该风速下分析系统中存在着Hopf分岔、鞍结分岔等现象。这些分岔是电力系统电压失稳崩溃的动力学本质。     

电力系统中的鞍结分叉和霍普夫分叉现象分析

简要介绍了鞍结分叉和霍普夫分叉的基本概念及发生机理。采用发电机经典二阶模型和第一类动态负荷模型,建立了描述系统动态行为的微分-代数方程组。利用延拓法追踪出了系统平衡解流形,搜索出了平衡解流形上存在的分叉点,分析了鞍结分叉和霍普夫分叉发生时的特征值演化情况。基于时域仿真方法,验证了数值计算结果的正确性。分析结果表明:电力系统中存在着鞍结分叉和霍普夫分叉现象。鞍结分叉和电压单调失稳有关,霍普夫分叉和电压振荡失稳有关。     

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。     

基于高通滤波器的SVC对风电系统的霍普夫分岔控制

运用延拓法追踪以双馈感应风电机(DFIG)为代表的风电系统的平衡解流形,并基于分岔理论,分析平衡解流形的分岔点。提出了一种基于高通滤波器(washout filter)技术的SVC模型,对风电系统发生的霍普夫(Hopf)分岔进行分岔控制,改变与系统分岔相关的雅可比矩阵特征值,不但消除了Hopf分岔点,还提高了电压幅值,扩大了电压稳定裕度。仿真结果和时域仿真验证了提出的方法是正确可行的。     

Hopf bifurcations induced by SVC Controllers: A didactic example

This paper illustrates the effects of a static var compensator (SVC) device on the stability of a simple “single-machine dynamic-load” system. Firstly, the stability of the test system without SVC is investigated. The analysis is based on bifurcation diagrams, small signal stability analysis and time domain simulations. Without the SVC device, the system presents a saddle-node bifurcation. Then, static and dynamic analyses are repeated for the system with a SVC device located at the load bus. The SVC is able to improve system loadability but leads to a Hopf bifurcation. Finally, a multi-parameter bifurcation analysis is presented to study the effect of system parameters on the Hopf bifurcation.     

典型电力系统模型的双参数分岔分析

针对一个典型的电力系统模型,综合考虑了负荷节点的有功和无功率荷对电压稳定的影响,对模型进行了双参数分岔分析,求得到了参数空间中的鞍节点分岔曲线和霍普夫分岔曲线。结果表明,在有功负荷水平较低时,系统在达到ＳＮＢ点之前会首先遇到ＨＢ点,因此系统会出现振荡失稳;随有功负荷的增国ＨＢ曲线将达到极限点;如果有功负荷继续增加,则ＨＢ点将会消失,电压骨溃将发生在ＳＮＢ点处。并且通过计算Ｌｙａｐｕｎｏｖ指数到了系     

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。     

基于连续潮流的静态分岔点追踪方法

静态电压稳定性分析中,主要有两类分岔:鞍结分岔和极限诱导分岔,并以当前运行点离分岔点间的负荷距离评估电压的稳定裕度。对发电机无功受限后出现的无功/电压约束转换和极限诱导分岔现象进行了分析,并采用了发电机无功极限值引导变步长的连续潮流方法,对鞍结分岔点和极限诱导分岔点进行了搜索,继而利用潮流雅可比矩阵特征值的符号变化进行识别。该方法应用于IEEE 39节点测试系统,取得了比较理想的效果,从而验证了该方法的正确性和有效性。     

电力系统频域电压稳定测度的研究

传统的电压稳定测度指标都把潮流方程邪念可比矩阵奇异点作为系统电压失稳的临界点,而不考虑系统发生Ｈｏｐｆ分叉的可能性,因而上应的测度指标不可避免地具有一定的冒进性。