基于能量函数与熵函数法的电力系统暂态稳定分析研究

摘要

随着经济的发展和技术的进步，电力系统将从区域性系统向区域互联系统发展，这给电力系统的运行与控制带来了很大的挑战，电力系统暂态稳定分析更显得尤为重要。本文基于能量函数和熵函数法分析电力系统暂态稳定性。分别从系统能量和单机能量角度，在COI坐标和同步坐标下，利用信息熵法和PEBS法判断系统暂态稳定性。其中，信息熵法有望进一步完善，成为电力系统暂态稳定分析的一种新的方法。在基于系统能量的暂态稳定性分析方面，以动能和势能为信源构造信息熵函数，通过理论分析得到基于系统信息熵函数的暂态稳定判据。对比分析了系统熵函数法在COI坐标和同步坐标下判断暂态稳定是否具有可行性。算例系统的仿真结果表明，在COI坐标下利用系统熵函数判断暂态稳定是有效的，其结果与时域数值仿真法得到的结果具有良好的一致性。在基于单机能量的暂态稳定性分析方面，分析了COI坐标和同步坐标下暂态过程中单机能量的变化特征，仿真结果表明，在COI坐标和同步坐标下利用单机熵函数均能有效判断电力系统暂态稳定性；同时给出同步坐标下单机PEBS法临界机的选取原则，阐明临界机的意义，并讨论了同步坐标和COI坐标下单机PEBS法的区别。通过对机端故障和负荷中心故障进行仿真分析，验证了同步坐标下单机PEBS法是电力系统暂态稳定分析的一种有效方法。

目录

摘要

Abstract

第1章 绪论

1.1 课题背景

1.2 暂态稳定分析的主要方法

1.3 暂态能量法稳定分析的研究发展

1.4 信息熵理论在电力系统分析中的应用

1.5 本文的主要工作

第2章 能量函数的构造和PEBS法

2.1 引言

2.2 暂态能量函数的构造

2.2.1 同步坐标下暂态能量函数的构造

2.2.2 COI坐标下暂态能量函数的构造

2.2.3 相对坐标(MAR)下暂态能量函数构造

2.2.4 故障过程中各坐标下暂态能量变化

2.3 势能界面法

2.3.1 李雅普诺夫稳定性理论

2.3.2 PEBS法暂态稳定分析

2.3.3 PEBS法误差分析和参考点的选取

2.3.4 PEBS法的计算步骤

2.4 单机势能界面法

2.4.1 单机PEBS法的计算步骤

2.4.2 单机PEBS法临界机识别

2.5 本章小结

第3章 信息熵法电力系统暂态稳定分析

3.1 引言

3.2 信息熵简述及其与电力系统内在联系

3.3 电力系统暂态稳定性的信息熵构造

3.4 基于信息熵的暂态稳定判据

3.4.1 同步坐标下信息熵的暂态稳定判据

3.4.2 COI坐标下信息熵的暂态稳定判据

3.5 信息熵法有待改进之处

3.6 本章小结

第4章 基于系统能量函数暂态稳定分析算例

4.1 引言

4.2 同步坐标下系统仿真算例

4.2.1 信息熵法仿真算例

4.2.2 PEBS法的仿真算例

4.3 COI坐标下系统仿真算例

4.4 熵函数法与时域仿真法相互验证

4.5 基于系统能量函数算例比较

4.6 本章小结

第5章 基于单机能量函数暂态稳定分析算例

5.1 引言

5.2 同步坐标下单机仿真算例

5.2.1 信息熵法仿真算例

5.2.2 同步坐标下单机PEBS法仿真结果分析

5.3 COI坐标下单机仿真算例

5.3.1 信息熵法仿真算例

5.3.2 PEBS法单机仿真结果分析

5.4 基于单机能量函数算例比较

5.5 本章小结

结论

参考文献

致谢