大系统特定模式动态降阶方法的误差分析

将大规模电力系统动态降阶方法误差分析扩展到特征根灵敏度,针对特定模式动态降阶的具体模型,结合左右特征向量,推导了降阶后特征值灵敏度的解析表达式,并将由于复特征根所引起的降阶模型复数表达转化为利于编程实现的实数表达形式,以减少数值计算误差.根据所得算式实现了降阶后的特征值灵敏度计算.通过与降阶前特征值灵敏度值的比较,分析...     

基于概率条件的特定模式降阶研究

为了进一步提高多运行方式下大系统稳定计算的效率.在概率条件下对大系统特定模式进行降阶计算,并对降阶后模型进行了应用研究.在单方式大系统特定模式降阶计算工作的基础上,将概率方法引入到特定模式降阶研究中,依据特征值灵敏度对系统状态矩阵进行重新排序,仅保留与特定模式强相关的发电机组,使状态矩阵维数得以降低,得到降阶后模型.由于降阶后状态矩阵一般为复数形式,把矩阵虚部作为实部的修正量,以实部的特定特征值作为初值,采用改进Ravleigh商逆迭代法对降阶后矩阵进行迭代计算.在一16机系统上进行试算分析,结果显示概率情况下的降阶模型基本反映了多种运行方式下对应特征值的变化趋势,表明了该方法的可行性.     

利用改进Rayleigh商逆迭代法进行大系统特定模式降阶

对大系统特定模式进行降阶计算.依据特征值灵敏度对系统状态矩阵A重新排序,仅保留与特定模式强相关的发电机组,使矩阵维数得以降低.由于降阶后矩阵一般为复数形式,把矩阵虚部作为实部的修正量.以实部的特定特征值作为初值,用改进Rayleigh商逆迭代格式准确计算.算例分析验证了该方法的有效性.     

利用平衡理论进行电力系统模型降阶

利用平衡实现理论系统地研究了电力系统模型降阶问题,提出了电力系统平衡实现算法,详细地分析了平衡截断和平衡残差降阶方法;然后,利用两种降阶方法,分别得到了电力系统的各阶降阶模型。最后,针对单机无穷大系统,给出了恒定控制和最优控制时各降阶模型与原系统的输出仿真曲线,并计算了两种降阶方法的各降阶系统的绝对误差、相对误差以及它们的误差上界。仿真分析和误差计算结果表明:对于系统Hankle奇异值满足第k个奇异值远远大于第k+1个奇异值时,k阶降阶系统保留了原系统动态过程的高频成分,与原系统动态过程基本一致,误差很小;对于低于k阶的降阶系统,虽然误差较大,但保留了原系统的稳定性,这将对于大规模电力系统分层控制的高层模型的降阶研究具有重要意义。     

并网逆变器小信号建模方法对比及其适用性分析

小信号建模是当前微电网稳定性分析和逆变器控制器设计的重要手段。依据是否考虑滤波器和线路的动态特性,小信号模型可以分为高阶模型和降阶模型,因此产生两种模型的对比问题。文中在考虑功率环、LC滤波器与线路阻抗等各环节小信号建模的基础上,针对单逆变器并网系统建立了高阶小信号模型。进而采用稳态方程描述滤波器和线路的动态特性,得到系统的降阶模型与误差表达式。然后针对单逆变器并网工况,利用MATLAB/Simulink软件,仿真验证了两种模型的正确性。随后,通过对特征根、主要相关状态变量与误差表达式进行分析,均表明降阶模型能够高精度地获取低频特征根。此外,通过对两种小信号模型获取的参数灵敏度和根轨迹进行分析,发现降阶模型应用到低频振荡、阻尼分析和控制器设计等场合的效果与高阶模型一致。但因无法获得中高频特征根,在低阻抗比或感性网络中存在稳定性判断错误的可能性。最后,通过根轨迹及功率响应波形,验证了这些结论的正确性。     

基于平衡理论的双端柔性直流输电系统降阶小信号建模

为了提高直流输电系统小扰动稳定性分析计算效率,建立了直流输电系统小信号降阶模型。文章以双端直流输电系统为研究对象,首先建立了双端柔性直流输电系统小信号模型,然后基于平衡理论将系统状态量按Hankel奇异值数目排序进行阶数选择,经过矩阵变换实现小信号模型的降阶。通过计算全阶系统和降阶系统的主导特征根变化轨迹,验证了降阶系统与全阶系统具有一致的小扰动稳定性。仿真结果表明,降阶前后具有相似的动态响应,验证了降阶模型的准确性。在复杂网络环境下,基于平衡理论的降阶方法不仅减小模型复杂度、提高了计算效率,还可对系统的稳定性进行预判。     

发电机模型降阶与异步阻尼系数研究

以往人们在采用不含阻尼绕组的发电机组降阶模型时,常常忽略了发电机组尼绕组的异步阻尼作用,从而给相应的研究或分析计算结果带来偏差,针对这种情况,本文采用特征值及其灵敏度分析技术,给出了一种发电机降阶前后扣持敏感振荡模式特征值实部不变的等效异步阻尼数的计算方法,由该算法求得的等效异步阻尼系数,可准确描述阻尼绕组对电力系统稳定的作用,通过算例,一方面说明本文所提出的等效异步阻尼系数计算方法的有效性,另一方面说明简单的采用发电机组降阶模型而异步阻尼作用,可能会得出悲观的结论,从而造成不必要的投资浪费和经济损失。     

直驱永磁同步风力发电系统的降阶模型研究

研究了适用于小干扰稳定分析的直驱永磁同步风力发电系统降阶模型.建立了直驱永磁同步风力发电系统的13阶详细模型;对于通过传输线接入无穷大母线系统的单个直驱永磁同步风力发电系统,应用特征值分析方法,保留其与主导特征值相关的状态变量,消去其它状态变量,将系统状态方程阶数降为4阶;再用时域仿真法,对降阶模型与详细模型的动态特性进行了比较.结果表明,提出的降阶模型与详细模型具有较好的一致性,也具有较高的精度.     

一种多时间尺度线性系统模型降阶的误差预测方法

传统线性系统的数学模型降阶方法,无法预测降阶所引起的系统状态变量动态特性的时域误差,这将导致降阶模型与原始模型状态变量的动态特性差异大,而无法用于系统分析。因此,在传统奇异摄动模型降阶方法基础上,提出一种基于L2范数的线性系统模型降阶的误差预测方法。解析推导了忽略快动态、固定慢动态降阶引起的系统状态变量动态特性的相对误差计算公式,构建了单台发电机供电的交流电力系统、三台发电机供电的直流电力系统的多时间尺度数学模型,并对它们进行了模型降阶和误差预测。仿真结果验证了所提误差预测方法的正确性。     

利用特征值分析法的双馈风电机组模型降阶

构建适合电力系统仿真的双馈风电机组模型对风电并网具有重要意义。研究了以特征值分析进行双馈风电机组模型降阶及验证的方法。在双馈风电机组详细模型的基础上,对风力机、发电机定转子、变流器等模块进行了降阶,并构建了适合电力系统机电暂态仿真的双馈风电机组模型。分析表明,所采用的模型降阶方法能够反映模型的主要特性。时域仿真和误差计算表明,降阶后的模型可在电力系统稳定性分析中反映双馈风电机组对扰动的响应,证实了模型降阶方法的正确性和有效性。