基于分岔理论的风电场电压稳定性评估

风能作为一种清洁能源在电力系统中得到了越来越大规模的应用.风力发电机组不断向大型化发展,但由于风力的随机性和间歇性特点,不能保证输出平稳的电功率,这对电网的安全运行带来了困难和挑战.介绍了分岔的概念,评述了分岔理论在静态电压稳定和动态电压稳定中的应用,重点介绍了鞍结分岔点和Hopf分岔点的求取.通过电网电压的分岔点,可...     

倍周期分岔和环面分岔对电力系统电压稳定性的影响

应用非线性动力学分岔分析方法与软件,在对鞍结分岔导致电压失稳进行分析的基础上,针对基于WALVE综合负荷模型的典型3节点电力系统,进行分岔分析.分析过程表明,同一电力系统当采用不同的发电机模型时,可能发生亚临界Hopf分岔或超临界Hopf分岔;同时给出了系统走向电压失稳的两种不同方式:连续倍周期分岔经混沌和环面分岔因环面破裂走向电压失稳.采用时域仿真方法,研究了两种方式导致电压失稳的演变过程.     

求解电力系统二阶共振点的直接法

电力系统的二阶共振会导致系统动态特征急剧变坏。二阶共振点是系统主导稳定模式转变的临界点。深入研究二阶共振的动态特征,需要快速确定二阶共振点。针对延拓法求解计算量大的问题,文章基于极小扩张系统方法,提出一种求解电力系统二阶共振点的直接法。通过建立微分动力系统拓展方程,将二阶共振点搜索转换为拓展方程组不动点求解。该方法大幅降低了计算量,提高了求解速度。利用电力系统模型仿真验证了该方法的正确性。       

双机三节点风电系统的Hopf分岔分析与控制

将双机三节点模型接入风电场,来揭示风电并网运行系统的分岔现象和失稳机理,其中发电机为IEEE型双轴发电机.利用中心流形理论与后继函数法,研究系统的Hopf分岔类型,并对系统施加非线性控制器,根据规范性理论,将具有潜在威胁的亚临界Hopf分岔控制为超临界Hopf分岔;理论分析结果与数值模拟结果一致,验证了控制方法的有效性。     

电力系统静态电压稳定临界点的快速计算方法北大核心

静态电压稳定临界点能够为电压稳定评估和控制措施提供重要信息,为此,提出了一种快速计算静态电压临界点的方法,包括鞍结型分岔点和极限诱导分岔点。首先提出了一种线性特性较好的鞍结型分岔点逼近指标,然后利用大步长的连续潮流方法逼近临界点,检测极限诱导分岔,同时通过鞍结型分岔点逼近指标判断潮流解逼近鞍结型分岔点的程度。当满足切换条件时,从连续潮流法切换为直接法,为直接法提供了较好的计算初值,能够快速准确地计算分岔点。算例结果表明,较之连续潮流法,所提方法具有更高的计算效率。此方法避免了连续潮流法在鞍结型分岔点附近校正环节计算量较大的问题,同时也解决了分岔点直接计算方法在离鞍结型分岔点较远时的收敛问题,兼顾了连续潮流法和分岔点直接法两者的优点,具有精度和速度的双重优势,具有在线应用的潜力。     

电力系统中的结构稳定性、Hopf分岔和电压崩溃

综述了电力系统中的结构稳定性,Hopf分岔和电压崩溃方面的一些问题,介绍了电力系统结构稳定性的概念及有关负荷模拟对结构稳定的影响．讨论电压缓慢下降后的加速电压崩溃,说明了这种电压崩溃可用中心把形模型来分析和预测．     

含大规模风电的电力系统分岔与电压稳定性研究

双馈式风力发电系统是一个多变量、非线性、强耦合的系统并且比传统发电系统更为复杂。建立双馈式风力发电机的两质块轴系模型,考虑动态负荷的作用,使用AUTO 07研究在不同风速情况下,系统无功功率q0与动态负荷节点电压UL之间的关系,求出系统的分岔曲线。分析系统中对应于鞍结分岔点和Hopf分岔点处系统的运行状态,从而验证电压失稳的动力学本质。最后,得出发电机电阻变化条件下,旋转角速度ωr和发电机控制系数Kpω之间的Hopf分岔边界,证明系统参数的变化会对稳定性产生影响。仿真结果验证了理论研究的正确性和合理性。     

随机经济模型的Hopf分岔研究

运用非线性动力学理论对带有随机参数的微分方程经济模型的Hopf分岔进行了研究.首先,选择拱形分布的随机变量并利用Chebyshev正交多项式逼近法将经济模型转化为确定性等价系统.然后,运用Hopf分岔定理与Lyapunov系数相关理论研究了系统的稳定性和Hopf分岔的存在性等,结果显示随机参数对系统的稳定性具有很大影响.最后,运用数值仿真验证了系统具有平衡点渐近稳定性,并存在Hopf分岔现象.该研究结果可为调控和保持金融市场稳定提供理论参考.     

Jeffcott转子系统分岔点预测

首先简述了一种用于转子轴承系统的稳定性量化分析方法,即首先利用数值积分对高维非线性转子系统进行解耦,将Rn轨线映射为一系列R1映像轨线,然后在R1观察空间中定义轨线的稳定裕度,根据轨线稳定裕度利用灵敏度技术预测动力系统的分岔点。最后,对一个单跨转子模型试验台建立了动力学方程,并利用上述方法通过2个算例预测了系统发生分岔的参数值和分岔特性。预测结果与直接数值积分法在庞加莱截面得到的分岔参数值基本一致,但由于该方法利用了灵敏度技术,所以其分岔点的搜索过程比直接数值积分法中的试探法要快得多。     

电力系统电压稳定分析的新方法

利用Hopf分歧理论对Hopf分歧特征的电力系统电压稳定特性进行了分析,并通过数值仿真方法,对Hopf分歧理论分析结果的正确性进行了非常直观的验证.     

Periodic response analysis of a misaligned rotor system by harmonic balance method with alternating frequency/time domain technique

A dynamic model is established for an offset-disc rotor system with a mechanical gear coupling, which takes into consideration the nonlinear restoring force of rotor support and the effect of coupling misalignment. Periodic solutions are obtained through harmonic balance method with alternating frequency/time domain (HB-AFT) technique, and then compared with the results of numerical simulation. Good agreement confirms the feasibility of HB-AFT scheme. Moreover, the Floquet theory is adopted to analyze motion stability of the system when rotor runs at different speed intervals. A simple strategy to determine the monodromy matrix is introduced and two ways towards unstability are found for periodic solutions: the period doubling bifurcation and the secondary Hopf bifurcation. The results obtained will contribute to the global response analysis and dynamic optimal design of rotor systems.     

电压稳定控制参数空间下最近Hopf分岔边界的计算

提出寻求关键特征值的指标,给出发生Hopf分岔的初始负荷增长方向,由此保证求取的超平面的法向量和Hopf分岔的参数空间相对应。也提出了在参数空间下求取系统发生最近Hopf分岔点的迭代算法,使用该算法能得到趋近该点的最危险负荷增长方式。在每步迭代中,求取参数空间下Hopf分岔超平面的垂直向量,得到新的负荷增长方式,使之达到最近的Hopf分岔点。采用IEEE标准14节点系统及IEEE-30节点系统进行仿真计算,验证了该算法的有效性和收敛性。     

电力系统电压稳定分析方法综述

详细研究了电压稳定的定义及分类,介绍了静态电压稳定和动态电压稳定分析方法。静态电压稳定分析法包括奇异值分解法、灵敏度法、连续潮流法、崩溃点法;动态电压稳定分析法包括小扰动分析法、时域仿真法、能量函数法和分岔理论。对电压稳定分析方法进行了综合分析和评价,总结了各类分析方法的特点并展望了未来发展方向。     

基于Hopf分岔理论的电力系统电压稳定研究综述

首先简要介绍了Hopf分岔理论的基本概念,然后对该理论在电压稳定研究中的主要应用进行了总结。其次从计算方法、参数分析、控制实施和实际应用4个方面对其进行了评述。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。     

一类改进的含分布时滞金融系统的动力学分析

针对一类改进的含分布时滞金融系统进行了动力学分析.通过增维将系统转化为等价的四维连续自治系统,并对该系统的平衡点进行分析.利用劳斯-霍维茨定理得出系统在平衡点达到稳定的参数条件.同时,利用Lyapunov指数和Hopf分岔定理等,对该系统进行了进一步分析,并得出Hopf分岔的参数条件.借助计算机对该四维系统进行数值模拟,得到相应的相图、时序图、Hopf分岔图以及Poincare截面图,验证了理论推导的准确性.     

简单电力系统暂态电压稳定的直接分析法

对综合负荷采用三阶感应电动机并联恒阻抗动态模型,构建了简单电力系统暂态电压稳定分析的微分代数方程组(DAE)模型,并采用非线性动力系统理论计算系统故障后稳定平衡点的吸引域。针对采用牛顿法求取系统不稳定平衡点碰到的初值选取问题,通过对综合负荷感应电动机部分采用其稳态等值电路来求得不稳定平衡点;并采用将非线性系统化为规范型线性系统的方法求得系统故障后稳定平衡点的吸引域边界;进而只须仿真得到故障切除时刻系统的状态即可判断系统能否保持电压稳定。通过与系统全故障过程仿真结果的比较验证了本文方法的正确性。     

一个类Lorenz系统的动力学分析

针对新提出的三维自治连续时间类Lorenz系统进行研究,求得该系统的平衡点,并分析平衡点的稳定性。对平衡点进行了Hopf分岔分析,得出Hopf分岔的参数条件。通过对系统的第一Lyapunov系数的分析,推导出系统发生余维二退化Hopf分岔的参数条件。借助计算机对类Lorenz系统进行数值仿真,得到该系统发生退化Hopf分岔的分岔图,与理论推导结果相符合,从而验证了理论推导的正确性。