论文摘要
近几十年来,由于世界上多次大的电压崩溃事故的发生,使得电压稳定问题成为电力系统学术界持续关注的热点之一。随着研究的深入,考虑系统中动态元件的作用,电压稳定动态分析方法有了长足的发展。时域仿真法作为研究电力系统动态电压特性最有效的方法,为其寻找适当的仿真算法就显得尤为重要。精细积分法是钟万勰院士在哈密顿体系下发展的一类高精度求解微分方程的方法,它摒弃了传统求解动力学方程常用的差分格式,是一种基于2N类算法的精细积分方法。本文在计及动态元件特性条件下的动态电压稳定仿真中引入精细时程积分方法。给出了发电机系统、有载调压变压器和动态负荷等对动态电压稳定影响较大的动态元件的数学模型。根据系统状态方程、结合精细积分格式,分别推导了对应元件的动态电压稳定精细积分格式。以单机系统为例,计及详细动态元件特性利用精细积分法进行动态电压稳定仿真。在不同仿真步长下,比较了精细积分法与四阶龙格库塔法在计算精度、速度和数值稳定性方面的表现。仿真结果表明:在仿真步长适当时,精细积分和龙哥库塔法具有同样精度,且仿真速度略优于龙格库塔法,精细积分法可以用于电力系统动态电压稳定仿真。但由于电力系统的强非线性,精细时程积分法解电力系统微分方程时,不能像解齐次微分方程时表现出良好的数值稳定性。研究了精细积分格式在动态电压稳定仿真中的构造。得出精细积分格式的构造不是唯一的,但不同的H阵构造形式对仿真结果有直接影响。提出在电力系统动态电压稳定仿真中构造H阵的基本原则为,在满足H阵满秩前提下尽量减小非线性项的影响。