电力系统运行状态分析

2012 NO.19Science and Technology Innovation Herald科技创新导报电力系统运行状态分析

王浩 侯俊达

(辽宁省电力有限公司鞍山供电公司 辽宁鞍山 114100)

摘 要:分析电力系统的运行状态。基于非线性微分方程模型,采用非线性动力学理论,对分析结果进行仿真。仿真结果表明非线性电力系统的相图结构在系统参数发生微小变化时,会出现复杂的变化,在一定条件下会出现一种貌似随机的混沌运行状态。关键词:电力系统 非线性模型 混沌中图分类号:TM732文献标识码:A文章编号:1674-098X(2012)07(a)-0075-01

电力系统是一个由发电机、变压器、输配电线路和用电设备（m,,,V)(0.3,0,0.2,0.97)。在不同参数下电力系统的相轨迹仿真等按一定方式连接组成的整体。它是人们日生活和国民经济发结果见图2。展正常进行的保障,了解电力系统的特性、改善和提高它的稳定相空间内的点被称为相点,相点的运动轨迹被称为相轨迹。性,一直是电力科学工作者的奋斗目标。随着电力系统越来越复相图能反应系统的运行状态,相图法为通过绘制非线性动力学杂,其非线性特点越加明显,呈现出多样化的运行状态,在一定系统的相轨迹来分析和判断系统运行行为的方法。本研究利用条件下会出现混沌现象,这种混沌振荡会威胁系统的安全运行。相图法对系统的运行状态进行了仿真。仿真结果表明,非线性电本论文要对电力系统包括混沌在内的非线性运行状态进行分力系统在参数发生较小变化时,运行状态却会发生复杂变化,本析,该研究对于电力系统的安运行具有重要的理论意义和实际系统先后经历了稳定(图2(a))、单周期(图2(b))和混沌(图2(c))等意义。一系列运行状态。按参数由大到小的方向看,本系统走的是倍周

期分岔进入混沌的道路。仿真还表明,系统处于混沌状态时(图

1 电力系统模型2(c)),运行表现出了较强的随机性,但纵观全局,混沌运行轨迹

加入控制器后的电力系统基本组成如图1所示,由原动机、发并不超出特定范围。混沌是目前的研究热点问题,电力系统的混电机、电力网络、电力负荷和控制器等几个部分组成[1]。沌研究还处于起步阶段,在电力系统分析中发现混沌现象,并给

电力系统是复杂的人造大系统,非线性特点明显,研究多采用出仿真结果,对于电力系统的混沌分析和控制研究具有重要的非线性模型。对于图1所示的电力系统数学模型,本研究采用四阶指导意义。

[2]

非线性微分方程,如式(1)所示。

3 结语

本研究基于电力系统非线性模型,采用微分动力系统理论和方法,对电力系统运行行为进行分析。研究发现,电力系统在确定模型下,当控制参数变化时,会发生复杂的运行行为,既有平衡点、单周期和倍周期等常规稳定运行状态,又有混沌和失稳等极端运行状态,由分析可知,系统的运行的这种复杂性是由电力系统本身固有的非线性所决定的,并且非线性程度越高,其表现出来的复杂性也就越强。在仿真中采用龙格-库塔法,通过MATLAB仿真,得到电力系统的各种运行状态下的相图,直观地表现出系统在不同状态时的运行特点。分析发现,电力系统在一定条件下确实会发生混沌运行行为。

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2 电力系统非线性分析及仿真结果

通过对电力系统非线性模型式(1)分析研究发现,电力系统的运行状态十分复杂,系统在不同参数下会出现截然不同的运行状态,甚至会出现混沌现象。下面给出式(1)在参数发生变化是的运行状态仿真图。

这里以无功功率Q1为控制参数,初始条件取

Pm原动机 u控制器 图1 带控制的电力系统结构图

参考文献

[1]孙元章,焦晓红,申铁龙.电力系统非线性鲁棒控制[M].北京:

清华大学出版社,2007.

[2]彭志伟,胡国根,韩祯祥.基于分叉理论的电力系统电压稳定性

分析[M].北京:中国电力出版社,2005.

d,w,E发电机 网络 Pe图2 电力系统在不同参数下的相图

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