快速预测电力系统结构保持模型稳定极限点 rapid prediction of stability limit point in power system structure preserving model.pdfVIP

第33卷第3期 电力系统自动化 V01．33No．3 ofElectricPower 2009年2月10日 Automation Systems Feb．10，2009 快速预测电力系统结构保持模型稳定极限点 王 超，张 尧，武志刚 (华南理工大学电力学院，广东省广州市510640) 摘要：牛顿法和同伦延拓法都属于代数计算法，利用牛顿法解决系统多解问题的关键是确定初值。 在对这2种方法的研究中发现：将卜。点和0-0点分别作为不动点，构造不动点同伦函数，由初值计 算得到状态变量的值，以其作为牛顿法迭代初值进行计算，计算过程可以通过整体平移不动点位置 保证牛顿迭代计算的收敛性，且能够快速获得在负荷较重情况下系统的高压、低压平衡，占’。该改进 同伦延拓法避免了求解同伦曲线花费大量时间甚至从初始点趋向于无穷远的弊端。利用计算得到 的QV曲线上成对平衡点建立线性无关方程组，求解拟合QV曲线的多项式系数，再通过拟合曲线 快速预测系统稳定极限点位置。该快速预测法计算耗时短，结果精度高。多个电力系统结构保持 模型的分析结果验证了其快速性和精确性。 关键词：稳定极限点；多解；改进同伦延拓；结构保持模型 中图分类号：TM712 0 引言 立机网接口函数[9。1¨。但这些接口函数中存在开方 和反三角函数变换，无疑增加了编程实现难度和程 结构保持模型不但可用于研究暂态功角稳定问 序运算时间。 题，也可用于研究电力系统电压稳定问题[11]。通过 图1所示为发电机三阶实用模型稳态分量在 确定结构保持模型稳定平衡点、不稳定平衡点和稳 d-q坐标和直角坐标上的投影。对图1的研究发 定极限点的位置关系，可判定电压稳定性及量化稳 现：利用U。，U，，P，Q作为一组接口变量建立接口函 定裕度。然而量化涉及的多解计算还没有完整和详 数，有利于编程实现且有效节约计算时间。U。，“。， 细的理论，仍处于研究探索阶段[4]。多解计算的方 P，Q分别为系统中发电机端电压在z轴和了轴的 法有符号计算法[5省]和代数计算法，代数计算法中的 投影分量以及所发出的有功、无功功率。 同伦延拓法有望解决大系统多解问题[7伽。构造延 拓函数和求解同伦曲线是同伦延拓法的关键问题。 q一 研究发现：将i-0点或0-0点作为不动点，构造 } 不动点同伦函数，用初值计算得到该函数状态变量 ～乒、、 ／ 值，以其作为牛顿法的迭代初值能计算系统平衡点； 、、、IV一‘■。J“v 计算过程可通过整体平移i-0点或0-0点位置，保 证提供的初值使牛顿迭代计算收敛，且能快速获得 在负荷较重情况下系统的高压、低压平衡点。利用 计算得到的稳定和不稳定平衡点，拟合Qy曲线并 獬 快速预测稳定极限点，从而定量分析电压稳定裕度。 本文通过建立电力系统结构保持模型提出了系 统稳定极限点快速