电力系统暂态稳定性数值计算的几种新方法及其比较

电力系统暂态稳定性数值计算的几种新方法及其比较作者：汪芳宗，何一帆，WANGFang-zong，HEYi-fan作者单位：三峡大学电气信息学院,湖北,宜昌,443002刊名：电力系统保护与控制英文刊名：POWERSYSTEMPROTECTIONANDCONTROL年，卷(期)：2009，37(23)被引用次数：0次参考文献(11条)1.FengKDifferenceSchemesforHamiltonianformalismandSymplecticGeometry1986(03)2.秦孟兆辛几何及计算哈密顿力学1990(06)3.FengK.QinMZHamiltonianAlgorithmsforHamiltonianDynamicalSystems1991(01)4.SunGConstructionofHighOrderSymplecticRunge-KuttaMethods1993(03)5.冯康.秦孟兆Hamilton系统的辛几何算法20036.孔令华一些非线性发展方程(组)的辛和多辛算法20077.WangSJ.ZhangHAlgebraicDynamicsSolutionsandAlgebraicDynamicsAlgorithmforNonlinearOrdinaryDifferentialEquations2006(06)8.WangSJ.ZhangHAlgebraicDynamicsAlgorithm:NumericalComparisonwithRunge-KuttaAlgorithmandSymplecticGeometricAlgorithm2007(01)9.WangSJ.ZhangHSymplecticAlgebraicDynamicsAlgorithm2007(02)10.倪以信.陈寿孙.张宝霖动态电力系统的理论和分析200211.AndersonPM.FouadAAPowerSystemControlandStability1977相似文献(10条)1.学位论文许友船舶电力系统暂态稳定性的研究2008随着科技的进步，船舶电力系统容量逐渐增大、品质越来越高、自动化程度日益增加。船舶电力系统和陆上电力系统相比是一个独立的电力系统，其规模比较小，但是结构很复杂，在船舶上具有十分重要的作用。研究船舶电力系统具有非常重要的意义。船舶电力系统运行的稳定性是电力系统保持安全运行的基础，电力系统暂态稳定性一直是电力系统研究人员和运行人员关注的一个重要课题。励磁控制是改善电力系统稳定性的一项经济而又有效的措施，是电力系统研究的热点之一。性能优良的励磁控制系统能够有效地保证电压的质量，提高电力系统运行的稳定性。与其他为提高电力系统稳定性而采取的方法相比，励磁控制具有投资少、易实现等优点。通过对发电机的励磁进行适当的控制，就可以改善电力系统的暂态稳定性。因为H∞控制理论是分析和设计不确定系统的一种强有力的工具，主要解决对象建模中的误差和在一定范围内因模型参数摄动而引起控制品质恶化的控制难题，很适合对船舶电力系统进行研究。本文选择了H∞控制方式，并对H∞控制理论在船舶电力系统中的应用进行了着重研究。本文详细分析和研究了柴油发电机组在暂态过程中的数学模型，在此基础上应用H∞控制理论对船舶电站柴油发电机组控制系统进行了优化设计，考虑了励磁调节对暂态电压稳定性的影响；考虑了转速调节对暂态频率稳定性的影响；又考虑了电压与转速耦合时综合调节对暂态稳定性的影响。本文对所设计的H∞励磁控制器进行了计算机仿真分析。仿真结果表明：该控制器提高了发电机机端电压的控制精度，有效地改善了系统的暂态稳定性，提高了控制系统的鲁棒性，控制效果较好。2.期刊论文谢小荣.李红军.吴京涛.张涛.童陆园同步相量技术应用于电力系统暂态稳定性控制的可行性分析-电网技术2004,28(1)在同步相量技术迅速发展和广泛应用的基础上,提出了基于同步相量响应的广域暂态稳定性控制的概念,阐述了其原理和系统结构,重点讨论了系统实现所涉及的关键技术,包括功角测量、暂态稳定性判别和控制决策、响应时间、通信方式和可靠性设计等,从而论证了同步相量技术应用于电力系统暂态稳定性控制的可行性和优越性.3.学位论文李婧电力系统暂态稳定性概率评估方法的研究2007电力系统稳定性评估在电力系统的运行与规划中占有十分重要的地位。传统的稳定性分析都是在系统的元件参数、运行条件及扰动方式给定的情况下进行的，属于确定型分析方法。然而，电力系统是一个具有随机特性的大系统，确定型分析没有考虑各种事故发生的可能性，因此很难进行系统稳定的可靠性分析。相比之下，暂态稳定性概率分析根据系统中影响暂态稳定的主要随机因素的统计特性来确定系统暂态稳定性的概率指标，能够更深刻地反映电力系统暂态稳定性的实质。目前，已有大量学者在暂态稳定概率分析方法这一领域进行了探索，并提出了许多富有成效的算法。但是由于概率稳定分析本身需要考虑的随机因素种类繁多，因而概率稳定评估方法所面临的最大障碍是计算复杂。针对概率稳定评估计算复杂的问题，本文建立了一种新的临界切除时间的随机模型，并在此基础上提出了基于修正的暂态能量函数(CTEF)混合算法的暂态稳定概率评估策略。该策略通过判别故障后仿真轨迹的稳定性，将预评估故障进行分类。对于无危害故障直接采用新建立的临界切除时间的随机模型来进行概率稳定评估；而对于有危害故障，则依据修正的暂态能量裕度(CTEM)与临界切除时间的关系曲线运用插值方法来计算故障的临界切除时间，之后再利用求得的临界切除时间计算系统的暂态失稳概率指标。该评估方法的优势就在于：只需要对系统中一小部分稳定程度较低的故障进行暂态稳定概率评估，而系统中绝大多数故障的稳定程度较高，因此该算法能够极大的减少计算量，提高概率暂态稳定分析的效率。最后本文将该方法应用于新英格兰典型电力系统和华北电力系统中进行评估，验证了该评估方法的合理性和高效性。4.期刊论文赵轶珏.ZhaoYijue超导储能装置介绍及其提高电力系统暂态稳定性的研究-广东输电与变电技术2009,11(2)超导储能装置(SuperconductingMagneticEnergyStoragedevices,SMES)现已在电力系统中获得了越来越多的应用.通过对超导储能装置的原理、发展及应用情况进行了较详细的介绍,引入了PSS/E大型电力系统仿真软件中的SMES有功及无功模型.并且在四机两区域系统上进行了仿真研究,分析了储能装置在系统故障时的有功及无功补偿作用,验证了超导储能装置在改善电力系统暂态稳定性,抑制系统振荡方面的效果.5.期刊论文房大中.林旭军.宋文南.FANGDa-zhong.LINXu-jun.SONGWen-nan含统一潮流控制器电力系统暂态稳定性算法-天津大学学报2000,33(5)从改进的能量函数混合算法入手发展了含UPFC电力系统的暂态稳定性分析方法,提出了UPFC用准稳态代数模型表示的电力系统暂态稳定性仿真方法,各发电机动态微分方程的数值积分和电力网络代数方程的求解交叉进行,每一步积分求解采用迭代法.用改进的能量函数计算稳定性裕度,在10发电机新英格兰典型电力系统试算,结果证明该方法有效,同时验证了改进混合算法可推广于含UPFC电力系统暂态稳定性分析.6.学位论文杨新林电力系统暂态稳定性预防控制研究——模型与方法2003暂态稳定性预防控制的重要性已为人们所广泛认识，但由于问题的复杂性，长期以来该领域的研究工作离工程应用要求尚有一定距离。本文将预防控制描述为考虑暂态稳定性约束的最优潮流问题(OTS)，并发展了OTS建模及求解的系统化方法。本文将hybrid系统理论及现代优化理论引入到建模分析中，建立了OTS的semi-infinite优化模型，该模型有两个特点1.考虑了电力系统暂态过程中的hybrid动态特性，描述了广泛存在且对系统暂态性能具有显著影响的离散环节的动态；2.较全面地考虑了系统在实际运行中应满足的各种约束要求。本文发展了求解OTS这一复杂semi-infinite优化问题的系统化方法。首先基于约束转换技术，将semi-infinite优化问题转换为静态优化问题，并重点研究了如何运用常规的非线性优化方法快速、有效地求解转换后的问题。如何快速计算暂态稳定性约束函数的动态灵敏度是求解转换后OTS的第一个关键问题。本文发展了电力系统动态灵敏度计算的伴随方程方法，该方法充分考虑了OTS问题本身的特点，与以往的计算方法相比，显著提高了计算速度。求解转换后OTS的另一个关键问题是暂态不等式约束的处理。OTS问题的突出特点为模型中增加了大量的暂态稳定性不等式约束，不等式约束的处理问题成为决定算法收敛性和效率的根本性因素。本文详尽分析了转换后OTS问题中暂态不等式约束的越界特点以及电力系统动态过程的固有特征，在此基础上发展了一系列约束处理方法1.提出了先导故障的概念及其确定方法，该方法显著地缩小了考虑多个首发性预想事故情况下优化问题的规模：2.发展了代理技术处理功角稳定性约束，克服了该约束函数性态较差所引起的算法收敛性问题；3.发展了处理暂态不等式约束的松弛技术，有效简化了问题的复杂程度。在此基础上，本文提出了OTS的求解算法。仿真结果表明该方法有效地解决了考虑暂态稳定性约束后，OTS问题规模庞大、计算负担沉重以及收敛困难等问题。本文工作为OTS的工程实用化研究奠定了基础。7.会议论文郝培华.王淑芳.姜建国基于ARENE的电力系统暂态稳定性的应用2002本文介绍了电力系统仿真软件ARENE的功能、特点以及建模和仿真的基本步骤;在此基础上应用该软件对一电力系统的暂态稳定性进行了仿真分析.8.学位论文杨智龙超导故障限流器对电力系统暂态稳定性影响的分析2007随着电力系统容量的日益扩大，电网的短路电流水平不断提高，对电气设备的安全和系统的稳定运行带来了严重威胁。超导故障限流器(SFCE)作为一种新型的理．想限流装置，具有很好的限流效果和运行特性，在系统正常运行时其阻抗近似为零，发生故障时可以迅速投入大的阻抗以限制短路电流。本文研究SFCL对电力系统暂态稳定性的影响规律。首先建立了SFCL的数学模型；然后根据SFCL限流时表现出的阻抗特性，基于单机无穷大系统和两机系统模型详细分析了SFCL应用于输电系统时对暂态稳定性的影响情况，并用时域仿真结果对分析结论进行了验证；最后对多机系统接入SFCL后的暂态稳定性进行了仿真研究。9.会议论文原蔚鹏.陈家荣.张尧电力系统暂态稳定性局部能量函数分析方法研究2005本文对电力系统暂态稳定分析的时域仿真法和直接法进行了回顾与评价，重点讨论了基于局部能量函数的支路势能法，并对暂态稳定分析的局部能量函数法的发展提出了作者自己的看法。10.学位论文仝新宇电力系统暂态稳定性分布式并行仿真研究2008跨大区互连以及市场化的运营机制是现代电力系统的特点，这一方面有利于电力资源的共享，另一方面也为保证系统的安全、稳定运行带来了新的挑战。如何实现大规模复杂系统的稳定性实时仿真分析，是当前的研究热点。原有的全网串行仿真难以实现此目的。近年来，随着高性能PC集群并行计算机的出现以及各种并行计算算法的提出，为这一目标的实现带来了希望。本文首先提出了一种基于预处理GMRES的不精确牛顿法暂态仿真新算法。该算法用Newton-GMRS内外两层迭代对表示系统暂态过程的微分代数方程组进行求解。在迭代的每一时步求解雅可比方程时，该算法先对其系数矩阵进行ILU分解预处理，形成等价的线性方程组，再用GMRES方法对等价方程组进行迭代求解。该算法结合了伪牛顿策略，即只有在时步Newton迭代次数较多情况下，才对雅可比矩阵进行更新，否则继续使用之前形成的雅可比矩阵，以达到加速仿真的目的。算例结果表明，该算法是有效的。本文对基于MPI的通信进行了研究。为了实现机电暂态的并行仿真，本文在介绍MPI的基本概念以及基本通信方式，即点对点通信和组通信的基础上，详细比较了点对点通信模式中的阻塞通信和非阻塞通信的各自特点，并利用非阻塞通信可以实现通信和计算同时进行的优点，