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大系统特定模式动态降阶方法的误差分析

作　者: 李奎奎
导　师: 王克文
学　校: 郑州大学
专　业: 电力系统及其自动化
关键词: 小干扰稳定性特定模式动态降阶特征根灵敏度误差分析
分类号: TM712
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 31次
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内容摘要

电力系统小干扰稳定性分析中,QR法数值稳定性好,收敛速度快,是计算全维特征根的有效方法之一。随着电网规模不断扩大,系统维数急剧增加,出现了“维数灾”。已有的降阶方法较多的关注特征根和特征向量,能够保证其计算精度。实际应用中特征值灵敏度也是一项重要指标,并经常应用于阻尼控制器选址和参本文采用插入式建模方法(Plug-in Modeling Technique, PMT),将系统中所有元件及网络方程转化成两种基本的传输模块,最后混合形成系统的状态方程。由于PMT技术有很好的扩展性和灵活性,对于电力系统内元件和参数的任何改变,都能通过较小的改动方便灵活地建立系统的状态空间方程,得到状态矩阵。为了进一步考察特定模式下降阶模型的可用性,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。利用已有的PMT建模技术和QR分解法计算得到了降阶前系统的全部特征根,同时得到降阶前特征根对部分PSS增益的灵敏度作为降阶后比较的依据。针对特定模式动态降阶的具体模型,结合降阶过程所得左右特征向量,本文推导了降阶后特征根灵敏度的解析表达式。由于降阶使得特征根灵敏度的表达式复杂化,本文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,以减少数值计算误差。根据所得算式实现了降阶特征根灵敏度计算。通过与降阶前特征根灵敏度的比较,分析了降阶前后灵敏度数值的误差。确定了由于模型降阶给灵敏度计算引入的误差,为实际应用中降阶规模的选取提供了参考。在Visual Fortran6.5编程环境下实现了对一23机257阶系统的验算,分析了两个较不稳定的机电模式。不同程度的降阶模型下,所得灵敏度呈现一定的规律,即降阶保留的发电机数越多,特征根灵敏度的计算误差越小,大约在10-2～10-3数量级。分析了计算结果中的误差来源,与其他降阶方法相比,由于针对单个振荡模式建立模型,所用降阶模型误差较小,应该不会大于其他方法,故本文的主要误差为计算累计误差。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-9
1 绪论  9-16
  1.1 电力系统稳定性  9-10
  1.2 电力系统稳定性研究的意义  10-11
  1.3 研究背景  11-15
  1.4 本文的主要内容  15-16
2 大系统小干扰稳定分析基础  16-27
  2.1 概述  16-17
  2.2 系统建模及线性化  17-19
  2.3 状态矩阵的特征特性  19-21
  2.4 模式、模态、灵敏度、参与因子和相关比  21-23
  2.5 大系统小干扰稳定特征根分析方法  23-26
  2.6 小结  26-27
3 特定模式降阶  27-35
  3.1 系统状态空间方程  27-30
  3.2 特定模式的动态降阶  30-32
  3.3 降阶流程图  32-33
  3.4 小结  33-35
4 特定模式降阶方法灵敏度误差分析  35-43
  4.1 特征根灵敏度  35-38
  4.2 基本计算步骤  38
  4.3 算例分析  38-42
  4.4 小结  42-43
5 结论及展望  43-45
  5.1 全文总结  43-44
  5.2 未来工作展望  44-45
致谢  45-46
参考文献  46-50
附录A 发电机六阶方程  50-53
个人简历、在学期间发表的学术论文及研究成果  53
  个人简历  53
  在学期间发表的学术论文及研究成果  53

大系统特定模式动态降阶方法的误差分析

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