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基于随机能量函数的电力系统稳定性分析

肖美擎  
【摘要】:电网互联规模的持续加大使随机扰动现象越来越常见,它们大多是由故障和负荷等引起的。比如,负荷的随机波动、风力发电中风速的不确定性等,这些随机扰动都能对电力系统的稳定性产生或轻或重的影响。电力系统具有高维性、强非线性,而且其本身也存在不同程度的随机现象,再加上智能电网建设和新能源电力的广泛接入也带来了各种各样的随机因素,对电力系统随机稳定性的研究势在必行。本文阐述了电力系统稳定性及其随机稳定性的基本问题,将电力系统稳定性从确定性分析方法和随机稳定性方法两个方面剖析了现有定义、分类、研究方法和不足等。然后通过构造新的Lyapunov函数来分析电力系统的随机稳定性,并借助Lyapunov指数来验证其随机稳定性。本文的研究工作主要包含以下几个内容:1、考虑新能源电力系统稳定性与随机稳定性的定义及其分类,然后在分析国内外研究现状之后,归纳概括新能源电力系统随机稳定性分析模型的构建和方法等,提出潜在的科学问题和研究方法。2、针对带有高斯型随机激励的单机无穷大系统,结合能量函数法、分离变量法和变梯度法构造系统的Lyapunov函数并证明其弱随机渐近稳定性,然后进行模拟计算加以验证。3、基于EEAC理论,将两机系统转化为单机无穷大系统,借助分离变量法构造其Lyapunov函数,并讨论两机系统的随机稳定性。4、以随机单机无穷大系统为研究模型,计算出系统的近似稳态概率密度函数,进而得出随机系统的最大Lyapunov指数。结果表明,最大Lyapunov指数为负,系统是渐近稳定的。


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