本文首先對電力電子化電力系統(tǒng)的定義進(jìn)行了闡述，分析了其特點(diǎn)，其次分析了電力電子化電力系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定性以及其穩(wěn)定性方法，以期能夠?yàn)殡娏ο到y(tǒng)運(yùn)行與控制帶來一定幫助。

　　【關(guān)鍵詞】電力電子化,電力系統(tǒng),暫態(tài)穩(wěn)定性,穩(wěn)定分析

　　現(xiàn)階段，和傳統(tǒng)的交流電力系統(tǒng)比較而言，電力電子化電力系統(tǒng)中的系統(tǒng)會伴隨其中的電子器件開關(guān)而產(chǎn)生相應(yīng)變化，也就是說，系統(tǒng)處于時(shí)變的狀態(tài)，另外還會受到多尺度的作用。再者，電力電子交流器引起具有復(fù)雜性與非線性等特點(diǎn)，所以會給暫態(tài)穩(wěn)定性系統(tǒng)研究帶來一定難度，這也是文章就此展開分析的一個(gè)主要緣由。

　　1概念簡述

　　1.1定義

　　電力系統(tǒng)某些環(huán)節(jié)中，電力電子變流器容量及數(shù)量達(dá)到相應(yīng)規(guī)模，這一系統(tǒng)運(yùn)行特性和傳統(tǒng)的交流電力系統(tǒng)相比差異較大，原有的方法難以適應(yīng)當(dāng)前的電力發(fā)展需求，這時(shí)我們稱其是電力電子化電力系統(tǒng)。其中，在這一系統(tǒng)的發(fā)展最初階段，為了更好的和傳統(tǒng)系統(tǒng)匹配，變流器應(yīng)與傳統(tǒng)電力系統(tǒng)特性相結(jié)合，但在此期間虛擬控制也會出現(xiàn)。通過文獻(xiàn)分析發(fā)現(xiàn)，在新能源和直流輸配電的影響下，電力系統(tǒng)發(fā)展更為成熟，電力電子化發(fā)展階段，傳統(tǒng)電力系統(tǒng)所產(chǎn)生的誤差也逐漸增加。

　　1.2特點(diǎn)

　　(1)時(shí)變拓?fù)湫裕弘娮幼兞髌骼�用控制系統(tǒng)對開關(guān)進(jìn)行控制，靜止情況，開關(guān)處于切換狀態(tài)。可以用分段線性模型與離散模型描述系統(tǒng)時(shí)變特性，但電力電子變流器還有另外一個(gè)特性：控制系統(tǒng)是寬頻帶，為了對這一時(shí)變性進(jìn)行科學(xué)模擬，一定要使用小的仿真步長，確保計(jì)算效率不斷降低。在電力電子化電力系統(tǒng)機(jī)電暫態(tài)建模中，常用的一種方法是平均建模法，和電磁暫態(tài)模型相比這一方法，在驗(yàn)證平均值模型方面效果更明顯，缺點(diǎn)為期會影響暫態(tài)穩(wěn)定性。

　　(2)電力電子化電力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜;在全局電力系統(tǒng)子系統(tǒng)里面，電力電子變流器量大，在對不同元件進(jìn)行闡述中會出現(xiàn)“維數(shù)災(zāi)”情況。在分析不同層次穩(wěn)定性期間，應(yīng)使用不同的分析與建模法。對裝置層次中的暫態(tài)穩(wěn)定性進(jìn)行分析，常用的模型為電力變流器模型，電網(wǎng)是帶抗阻電源;在分析子系統(tǒng)與全局電力系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)做好變流器等效建模。

　　(3)多時(shí)間尺度控制作用;電力電子變流器能快速進(jìn)行調(diào)節(jié)，系統(tǒng)頻帶相比可以全面拓寬。在當(dāng)前頻率下，系統(tǒng)當(dāng)中的不同元件相互作用，所以作用機(jī)理比較復(fù)雜，傳統(tǒng)交流電力系統(tǒng)的方法難以適應(yīng)當(dāng)前的時(shí)代發(fā)展。

　　(4)電力電子化電力系統(tǒng)弱抗擾性。若電力電子化電力系統(tǒng)缺少輔助控制功能，交流系統(tǒng)會逐漸減弱，即會使區(qū)域阻尼逐漸下降，那么交流側(cè)擾動期間，在交流系統(tǒng)振蕩阻尼交流器就難以發(fā)揮實(shí)際效用。所以說應(yīng)加強(qiáng)對電力系統(tǒng)的控制，要知道這一策略，其不僅會對系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定性產(chǎn)生影響，還會提高自系統(tǒng)與裝置的穩(wěn)定性。

　　當(dāng)前國內(nèi)電網(wǎng)正處于朝著電子化過渡的時(shí)期，送受端與交直流結(jié)合密切，故障對電網(wǎng)運(yùn)行的影響范圍也在逐漸擴(kuò)大，電力電子化趨勢越來越明顯。電力系統(tǒng)電力電子化期間，電壓與頻率穩(wěn)定性等概念豐富起來，將其和原來的電力系統(tǒng)結(jié)合起來，對暫態(tài)穩(wěn)定性進(jìn)行全面分析，才能真正發(fā)揮電力系統(tǒng)作用。

　　2系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性分析

　　結(jié)合系統(tǒng)特性穩(wěn)定狀態(tài)與特定沖動，若在一定的擾動下系統(tǒng)可以自動達(dá)到相對穩(wěn)定的狀態(tài)，那么對初始穩(wěn)定態(tài)與擾動狀態(tài)而言，其就是暫態(tài)穩(wěn)定。電力電子化電力系統(tǒng)系統(tǒng)復(fù)雜：(1)應(yīng)保證自身具備充足的電能數(shù)量與質(zhì)量;(2)這一系統(tǒng)處在變化擾動中，且擾動的出現(xiàn)具有明顯的隨機(jī)性，在擾動后若系統(tǒng)出現(xiàn)穩(wěn)定性問題，則很可能會導(dǎo)致嚴(yán)重后果，最終帶來較大的經(jīng)濟(jì)與社會損失。

　　電力電子化電力系統(tǒng)進(jìn)行暫態(tài)分析的目的是對大擾動下系統(tǒng)的狀態(tài)進(jìn)行檢查，確保不同發(fā)電機(jī)組的同步運(yùn)轉(zhuǎn)，若能實(shí)現(xiàn)同步運(yùn)轉(zhuǎn)，且電壓與頻率可以接受，那么就稱這時(shí)的電力系統(tǒng)為暫態(tài)穩(wěn)定。電力系統(tǒng)在設(shè)計(jì)、規(guī)劃、運(yùn)行期間需要開展暫態(tài)分析，在暫態(tài)分析期間需要對穩(wěn)定措施效果與性能展開詳細(xì)分析，并借助相關(guān)的仿真實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證其結(jié)果是否準(zhǔn)確。

　　當(dāng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性被破壞，就會使得系統(tǒng)出現(xiàn)崩潰與解列的情況，進(jìn)而導(dǎo)致大面積出現(xiàn)停電，為了避免這類情況的出現(xiàn)，一定要加強(qiáng)電力系統(tǒng)保護(hù)，確保電力系統(tǒng)安全。判斷電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性基本方法：在一定程度的擾動下對發(fā)電機(jī)組中運(yùn)行水平進(jìn)行系統(tǒng)檢查，確保電壓與頻率符合標(biāo)準(zhǔn)。

　　但是，在電力市場與區(qū)域聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展變化下，電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)也更為復(fù)雜且逐漸朝著極限方向發(fā)展。與此同時(shí)，近些年國內(nèi)外中時(shí)常發(fā)生因?yàn)橄到y(tǒng)暫態(tài)性不足而產(chǎn)生的停點(diǎn)問題，進(jìn)而給電網(wǎng)運(yùn)行帶來較大經(jīng)濟(jì)損失，因此在電力系統(tǒng)發(fā)展中應(yīng)重視電網(wǎng)穩(wěn)定性，唯有準(zhǔn)確判定系統(tǒng)穩(wěn)定性狀態(tài)，才能影響系統(tǒng)穩(wěn)定性的主要環(huán)節(jié)，從而提出最佳的改善措施。

　　3系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性分析方法綜述

　　3.1時(shí)域仿真法

　　這一方法主要是應(yīng)用微分代數(shù)方程組，獲得系統(tǒng)狀態(tài)量、代數(shù)量及時(shí)間三者之間的關(guān)系情況。傳統(tǒng)的交流電力系統(tǒng)中，這一方法借助發(fā)電機(jī)最大功角差對系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定性進(jìn)行判定。時(shí)域仿真法可以借助系統(tǒng)模型和控制策略，對暫態(tài)穩(wěn)定性分析法進(jìn)行檢驗(yàn)。結(jié)合相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)，該方法能對高滲透率發(fā)電電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性進(jìn)行分析;且利用這一方法還能對不同滲透率對電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性進(jìn)行分析。該方法在實(shí)際應(yīng)用中的劣勢為：

　　(1)動態(tài)方程下難以實(shí)現(xiàn)數(shù)值積分，再者，隨著系統(tǒng)狀態(tài)變量階數(shù)增長，時(shí)域仿真計(jì)算任務(wù)逐漸加重，速度越來越慢，不能滿足當(dāng)下的系統(tǒng)檢測要求;(2)由于難以提供系統(tǒng)穩(wěn)定信息，不能對系統(tǒng)穩(wěn)定機(jī)理進(jìn)行全面分析。時(shí)域仿真法暫態(tài)分析發(fā)不同于原來的交流電力系統(tǒng)：其電子開關(guān)暫態(tài)快、頻率高，開關(guān)動作的頻繁發(fā)生會導(dǎo)致拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)發(fā)生變化。

　　所以，對電力電子化電力系統(tǒng)模型及其方法進(jìn)行研究，并分析仿真精度與速度是當(dāng)下將這一方法應(yīng)用的關(guān)鍵。另外，和傳統(tǒng)的交流電力系統(tǒng)相比，電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性也有一定差異，找到這一系統(tǒng)中的失穩(wěn)依據(jù)，能有效減少時(shí)域仿真法積分。

　　3.2直接法

　　直接法也稱為暫態(tài)能量函數(shù)法，這一方法主要是通過創(chuàng)建暫態(tài)能量函數(shù)，并與系統(tǒng)吸收最大暫態(tài)能量對比，然后合理判斷系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性。這種方法不僅可以定性分析系統(tǒng)穩(wěn)定性，還可以讓系統(tǒng)穩(wěn)定裕度，分析系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性。傳統(tǒng)交流電力系統(tǒng)中暫態(tài)穩(wěn)定性分析中已經(jīng)用到了直接法，將這一方法用在電力電子化電力系統(tǒng)中應(yīng)做好下面兩點(diǎn)：(1)怎樣建立能量函數(shù);(2)怎樣估計(jì)吸引域。和傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)相比，電力電子化電力系統(tǒng)的暫態(tài)過程更快且具有強(qiáng)非線性等特點(diǎn)，這也給直接法應(yīng)用帶來了很大挑戰(zhàn)。若沒有新能源特性的參與，電子變流器組合中系統(tǒng)模型將更加困難，怎樣結(jié)合電力系統(tǒng)特點(diǎn)對過程進(jìn)行簡化分析是這一方法應(yīng)用的關(guān)鍵。

　　3.3人工智能法

　　大數(shù)據(jù)與人工智能作為當(dāng)下的新技術(shù)，將其融入到電力系統(tǒng)中，不僅可以提高電力系統(tǒng)效率，還能促進(jìn)電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性研究。電力系統(tǒng)體系復(fù)雜，運(yùn)行數(shù)據(jù)在空間與時(shí)間上可能性較大，但由于很多數(shù)據(jù)存在相似性，因此有必要對數(shù)據(jù)進(jìn)行科學(xué)處理。人工智能法的合理化應(yīng)用，可以實(shí)現(xiàn)對暫態(tài)穩(wěn)定性的全面分析，在樣本中選擇最佳的參數(shù)和穩(wěn)定指標(biāo)映射關(guān)系。利用時(shí)域仿真法數(shù)據(jù)訓(xùn)練分類器模型，接著用WAMS得到新的參數(shù)，就能合理的開展系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性分析。

　　電力電子化電力系統(tǒng)拓具有強(qiáng)非線性與變量階數(shù)高等特點(diǎn)，進(jìn)而使得理論分析存在一定難題，人工智能法的合理化應(yīng)用存在明顯的優(yōu)勢。但這一方法也有明顯缺點(diǎn)，這一系統(tǒng)自身復(fù)雜且不確定，為了合理地進(jìn)行暫態(tài)分析與應(yīng)用，一定要提前做好建模，若數(shù)據(jù)與預(yù)設(shè)的不一樣，則會導(dǎo)致結(jié)果和實(shí)際存在較大差距。另外，這一方法難以對系統(tǒng)機(jī)理進(jìn)行探究，若系統(tǒng)出現(xiàn)變化，則需要重新設(shè)置數(shù)據(jù)，但這一過程實(shí)現(xiàn)起來相對困難。

　　4結(jié)語

　　綜上所述，在科學(xué)技術(shù)日益發(fā)展的當(dāng)下，電力系統(tǒng)中也得到較快發(fā)展。在電力系統(tǒng)中融入先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)，不僅可以提高電力系統(tǒng)工作效率，還能促進(jìn)暫態(tài)穩(wěn)定性分析的開展。和傳統(tǒng)交流系統(tǒng)相比，該系統(tǒng)可以用非線性系統(tǒng)理論法建立相應(yīng)的模型對暫態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性進(jìn)行分析。在參考傳統(tǒng)交流電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性分析法下，可以研究其在電力電子化電力系統(tǒng)中的應(yīng)用范圍。

　　電力工程師評職論文范文：電力系統(tǒng)建設(shè)中的風(fēng)險(xiǎn)因素及管控建議

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