基于軌跡靈敏度的水電系統(tǒng)動態(tài)仿真及安全分析.pdf

1、隨著三峽電站等一批大型水電站的不斷興建和投入運行，水電在我國電力系統(tǒng)中的成分逐年增大，水電系統(tǒng)的穩(wěn)定性問題日益突出。而對水電系統(tǒng)安全穩(wěn)定分析的基礎(chǔ)是對系統(tǒng)動態(tài)特性的正確分析。至今，對于動態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性研究的分析方法主要有兩大類，即時域仿真法和直接法。時域仿真法是對電力系統(tǒng)進行安全評估的直接而可靠的方法。其最大優(yōu)點就是它可以考慮任意復雜的系統(tǒng)模型，不足之處則在于仿真一次只能提供所仿真的情況下有關(guān)的信息，不能外推到其它情況。應用時域仿真法在

2、分析系統(tǒng)參數(shù)及初始工況對其系統(tǒng)的動態(tài)影響時要通過反復仿真，計算耗時較多，同時不能進行穩(wěn)定性指標分析。直接法雖然能彌補以上缺陷，但是不能滿足復雜的動態(tài)模型，且可靠性不高，精度不夠。而提出的規(guī)矩靈敏度方法是有效的研究方法。 軌跡靈敏度分析是微分動力系統(tǒng)研究領(lǐng)域的一個有力工具，它是通過研究動力系統(tǒng)的動態(tài)響應對某些參數(shù)或初始條件甚至系統(tǒng)模型的靈敏度，來定量分析這些因素對動態(tài)品質(zhì)的影響。最初在電力系統(tǒng)研究方面，將軌跡靈敏度分析方法引入電力

3、系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定分析中，用于計算電力系統(tǒng)軌跡對系統(tǒng)參變量的動態(tài)靈敏度，從而得出衡量擾動對系統(tǒng)動態(tài)特性影響程度的動態(tài)指標。因此軌跡靈敏度分析理論開始引起電力系統(tǒng)研究者的關(guān)注，逐漸成為電力系統(tǒng)分析的新工具。 目前的研究大都集中在電力系統(tǒng)控制方面，且采用的軌跡靈敏度方法是圍繞系統(tǒng)正常運行軌跡來線性化系統(tǒng)進行分析。然而，對水電系統(tǒng)建模和動態(tài)過程分析的研究至今都很少，且當所分析的攝動參數(shù)發(fā)生較大偏移時，采用傳統(tǒng)的軌跡靈敏度方法來線性逼近會產(chǎn)

4、生較大的誤差，這將不利于分析非線性強而又復雜的水電系統(tǒng)，因此本文提出了軌跡靈敏度的二階靈敏度方法，通過計算攝動參數(shù)在微分代數(shù)方程動態(tài)解的泰勒展開多項式中的二次項，獲得求取電力系統(tǒng)動態(tài)二階靈敏度方程，采用的軌跡靈敏方法是圍繞系統(tǒng)正常運行軌跡來非線性化系統(tǒng)進行分析，從而可以避免當系統(tǒng)參數(shù)或初始運行工況發(fā)生較大偏差時對計算結(jié)果精度的影響。 本文將軌跡靈敏度方法應用于水電系統(tǒng)動態(tài)仿真及安全分析。研究建立的水機電聯(lián)合系統(tǒng)動態(tài)模型及其軌跡靈