文档介绍：华北实时动态监测系统高级应用功能技术研讨
肖晋宇
清华大学电机系柔性交流输配电系统研究所
Friday, November 10, 2017
报告的主要内容
小信号稳定性分析
华北WAMS系统低频振荡在线监测与分析功能
最小二乘算法
功角稳定监测与预警
系统扰动在线辨识
发电机PQ图
广域测量技术在控制领域的一些研究
小信号稳定性分析-1
动态系统稳定性的基本概念
状态空间表示法
如果状态变量的导数不是时间的显函数,系统称之为自治系统。这种情况下,上式可以简化为
小信号稳定性分析-2
状态的概念
状态的概念是状态-空间方法的基础。
任意组个线性独立的系统变量都可用来描述系统的状态,它们被称之为状态变量;
它们形成动态变量的最小集合,并与系统的输入量一起可对系统的行为提供完整的描述。任何其它的系统变量可从这组状态中得到;
在电力系统分析中,状态变量可以是角度、速度、电压或者是与描述系统动态行为的微分方程相关的抽象的数学变量;
系统状态可在一个维欧几里德空间,称为状态空间上表示。当我们选择不同组状态变量来描述系统时,实际上是在选择不同的坐标系统。
小信号稳定性分析-3
平衡点(或奇异点)
平衡点是当所有的微分同时为零的点,相应系统处在静止状态。
一个线性系统仅有一个平衡点;对于非线性系统可能由多个平衡点。
奇异点是动态系统行为的真实特性,因此我们可从它们的特性中得出有关稳定性的结论。
动态系统的稳定性
线性系统的稳定性是完全独立于输入的,也独立于有限的初始状态;
非线性系统的稳定性取决于输入的类型、幅值和初始状态。
小信号稳定性分析-3
稳定性的分类
局部稳定或小范围稳定;
有限稳定
全域稳定或大范围稳定
特征值和稳定性
对应一个特征值的模式,其时间特性由给出;
对一对复数特征根,用Hz表示的振荡
频率为,其阻尼比是。
小信号稳定性分析-4
左图给出了六种不同特征值组合和围绕着奇异点的相应轨迹行为的二维图。
(1),(3)和(5)的情况实局部稳定性,其中(1)和(3)是渐进稳定的。
小信号稳定性分析-单机无穷大系统1
图2(a)是一般的系统连接图。
为了分析的目的,图2(a)中的系统可通过戴维南等值法把发电机外部的输电网络和相邻传输电线简化为图2(b)的形式。
恒定电压和恒定频率的电压源称之为无穷大母线。
图2 单机通过输电线连接到大系统
(a) 总体接线图(b)等值电路
小信号稳定性分析-单机无穷大系统2
分析图2(b)系统的小信号稳定,其中的同步电机是采用经典模型。
用作为参考向量,有
图3 简化系统图