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电力系统混沌振荡的参数分析
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【企业综合治理论文】
1 混沌振荡与电网安全系统振荡、频率崩溃和电压崩溃是导致电网事故的3大主要原因[1]。系统振荡是最为常见的现象,它可以成为大停电事故的基本起因,也可能是发生大停电事故的一个附加因素。它直接关系到电网的安全稳定运行,因而长期以来在电力系统设计和运行中备受关注。 从理论上讲,周期振荡是系统的正常运行现象。 影响电网安全的振荡是指那些非周期的、似乎无规则的、突发性或阵发性的病态机电振荡,在振荡严重的情况下会导致互联系统的解列。1966年美国西北、西南2大电网互联后不久曾发生过1 min内发作6次的“运行人员从未见过的”振荡现象,其结果导致2系统解列[2]。在我国也曾发生过这种复杂的电网振荡现象。1996年华北电网“5.28”事故使220 kV系统的沙岭子、下花园、侯家庙等电厂通过220 kV系统的上京线与北京220 kV电网发生持续1 min 44 s的振荡,导致沙岭子和下花园电厂7台机组(1 400 MW)解列而且当地负荷大部分停电[3]。 人们通常将上述病态振荡现象称为混沌振荡[4]。按动力系统理论[5],混沌振荡是一种包含不稳定轨道的、敏感依赖性的运行,是比周期、拟周期、概周期运行更复杂的运行形式。这种敏感依赖性是指任意2条运动轨道不论其初始点如何靠近都将随时间变化而截然不同。正是这种振荡的不稳定性和敏感依赖性对电网安全运行构成了威胁。同许多实际振动模型一样,电力系统振荡的本质也是非线性的,其机理十分复杂。长期以来,人们用线性方法研究电力系统并形成一套易于掌握的综合校正与设计方法。然而这些线性方法毕竟是小范围的一种近似,只能适用于小扰动、小偏差系统,而不能代替分析远离平衡态的大偏差系统。因而上述“病态振荡”问题长期得不到实质性的解决。传统的方法已不适应于提高电力系统大干扰稳定性的现代化要求。 近年来,大量的研究工作投入到对电力系统非线性振荡特性的探索中,包括平衡态的失稳以及平衡态失稳后周期振荡的产生等问题,参见文[4]~[9]。需要指出的是,平衡态失稳通常诱发的现象是振荡幅度的急剧增大而
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