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混成电力系统及其静态电压稳定性研究

刘凯  
【摘要】: 伴随着科学技术的发展,计算机、信息处理技术、自动化与数字设备的应用范围更加广泛,在通讯、制造、电力等领域人们建立起了日益复杂的大规模系统。这些复杂大规模系统由多个子系统构成,而每个子系统本身又可能是一个复杂的、具有高度自主性的系统,所以需要有效地协调这些子系统的行为。 但是,在复杂大规模系统的建模、稳定性研究上缺乏尚无完整的理论体系框架,所以综合应用其它学科,如数学、信息科学、系统科学的研究成果,建立一个完整理论体系成为了复杂大规模系统研究的热点。随着研究的深入,人们提出了混成系统的概念。混成系统是指包含离散事件系统和连续变量动态系统、两者又相互作用的动态系统。国际上对混成系统的研究自20世纪80年代兴起,到目前为止已经初步建立了混成动态系统理论框架,为控制科学、计算机科学与数学之间架起了一座桥梁,形成了一种新的学科。混成系统的研究是这些传统理论进一步发展的要求,但混成系统的状态变化表现为时间和事件的共同作用,所以又与这些传统理论有很大的不同。 在电力系统中,可由微分代数方程描述的发电机和负荷表现为连续动态行为,受物理规律约束;其他如有载调压变压器调节等是作用于电力系统的离散事件,其行为基于逻辑规则,依赖于连续动态系统的演化。因此,可以将电力系统描述为一个离散事件与连续动态系统交织在一起的混成系统,这就为电力系统分析提供了一个新的分析思路与方法。 本文论述了混成系统的研究现状,分析了现有混成系统模型,由于混成系统的稳定性是目前混成系统的研究重点,所以对于混成系统的稳定性分析方法做了研究。 为了满足大规模互联电力系统安全与经济协调优化的目标,在定义与解释了混成系统后,从静态电压稳定的角度,就混成电力系统及其稳定性做了详细分析,深入研究了混成电力系统的控制策略。 重点分析了混成电力系统的两个关键因素,并同样从静态电压稳定的角度,就混成电力系统对于系统稳定性的影响进行了分析,并对一个简单系统进行了具体量化仿真研究,得出了一些结论。 混成系统的演化由时间和事件两类不同性质的机制驱动,所以从此角度出发,重点研究了混和逻辑动态(MLD mixed logic dynamic)模型在电力系统中的应用,并将分叉理论引入混成电力系统的研究中;探讨了在混和逻辑动态模型的基础上,如何运用分叉理论来进行混成电力系统结构稳定性的分析,并提出了一种分析方法。


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