發(fā)布時間：2017-08-07 02:16

  本文關鍵詞：基于本征正交分解理論的電力系統(tǒng)模型降階方法研究

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【摘要】：電力系統(tǒng)數(shù)學模型是描述系統(tǒng)全局運行狀態(tài)的數(shù)據(jù)文件,也是電網(wǎng)各項服務的基礎。隨著電力系統(tǒng)規(guī)模的擴大以及復雜度的增加,系統(tǒng)數(shù)學模型的維數(shù)也在快速增大,計算時間也明顯增長,這直接導致了電力系統(tǒng)控制器設計、仿真分析等問題越來越突出。因此,研究如何簡化系統(tǒng)模型,降低系統(tǒng)模型維數(shù),具有十分重大的學術意義和工程應用價值。本文利用本征正交分解(Proper Orthogonal Decomposition, POD)理論對電力系統(tǒng)模型降階方法進行研究,主要內(nèi)容包括以下幾個方面：(1)介紹國內(nèi)外各種降階方法的研究現(xiàn)狀,對各種降階方法的優(yōu)缺點進行分析和比較,提出基于本征正交分解理論的電力系統(tǒng)模型降階方法。(2)分別針對一般線性和非線性系統(tǒng)數(shù)學模型,介紹了本征正交分解算法的基本原理。同時,分析了基于本征正交分解理論的系統(tǒng)數(shù)學模型基本降階過程：通過采集系統(tǒng)樣本向量集,得到該向量集按降序排列的奇異值和對應的右奇異值向量；根據(jù)奇異值大小分布情況確定系統(tǒng)主要狀態(tài)維數(shù)；由Galerkin映射將這些重要奇異值對應的狀態(tài)投影到子空間得到降階模型。另外,論文分別給出線性和非線性系統(tǒng)降階模型的誤差估計方法和穩(wěn)定性判定依據(jù)。(3)研究電力系統(tǒng)線性模型的建立方法,得到可以應用于電力系統(tǒng)模型降階的線性模型。以單機無窮大系統(tǒng)和九階二區(qū)電力系統(tǒng)為例,對電力系統(tǒng)線性模型的降階過程進行編程,并對線性電力系統(tǒng)降階模型進行仿真分析,仿真結果驗證了基于本征正交分解理論的降階方法在電力系統(tǒng)線性模型降階應用中的有效性。(4)研究電力系統(tǒng)非線性模型的建立方法：將發(fā)電機模型、網(wǎng)絡模型和負荷模型等接口通過坐標變換進行處理,得到電力系統(tǒng)非線性數(shù)學模型。以單機無窮大系統(tǒng)和三機九節(jié)點系統(tǒng)為例,對電力系統(tǒng)非線性模型的降階過程進行編程。同時,對非線性電力系統(tǒng)降階模型進行仿真分析,仿真結果驗證了基于本征正交分解理論的降階方法在電力系統(tǒng)非線性模型降階應用中的有效性。本文提出的電力系統(tǒng)模型降階方法的創(chuàng)新意義主要體現(xiàn)在以下三個方面：該方法既適用于線性也適用于非線性電力系統(tǒng)的模型降階；與傳統(tǒng)降階方法相比,該方法降階過程相對簡單；該降階算法具備一般適用性,有廣泛的應用范圍。
【關鍵詞】：電力系統(tǒng)模型 本征正交分解 基向量 矩陣 降階
【學位授予單位】：湖南大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TM743
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-16
• 1.1 課題研究背景及意義10-11
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-14
• 1.3 本文主要工作14-16
• 第2章 基于本征正交分解的模型降階理論16-25
• 2.1 本征正交分解原理16-18
• 2.2 基本降階過程18-19
• 2.3 誤差估計19-22
• 2.4 穩(wěn)定性分析22-24
• 2.4.1 線性系統(tǒng)穩(wěn)定性分析22
• 2.4.2 非線性系統(tǒng)穩(wěn)定性分析22-24
• 2.5 本章小結24-25
• 第3章 電力系統(tǒng)線性模型的POD降階與仿真25-35
• 3.1 電力系統(tǒng)線性模型25-28
• 3.1.1 線性系統(tǒng)25-27
• 3.1.2 電力系統(tǒng)線性模型建立27-28
• 3.2 電力系統(tǒng)線性模型仿真分析28-33
• 3.2.1 單機無窮大線性電力系統(tǒng)仿真28-31
• 3.2.2 九階二區(qū)線性電力系統(tǒng)仿真31-33
• 3.3 本章小結33-35
• 第4章 電力系統(tǒng)非線性模型的POD降階與仿真35-52
• 4.1 電力系統(tǒng)非線性模型35-44
• 4.1.1 非線性系統(tǒng)35-37
• 4.1.2 電力系統(tǒng)非線性模型建立37-44
• 4.2 電力系統(tǒng)非線性模型的形成44-46
• 4.2.1 發(fā)電機方程與網(wǎng)絡方程的聯(lián)網(wǎng)45
• 4.2.2 電力系統(tǒng)非線性方程的程序?qū)崿F(xiàn)45-46
• 4.3 電力系統(tǒng)非線性模型的仿真分析46-51
• 4.3.1 單機無窮大非線性電力系統(tǒng)仿真46-48
• 4.3.2 三機九節(jié)點非線性電力系統(tǒng)仿真48-51
• 4.4 本章小結51-52
• 結論52-53
• 參考文獻53-59
• 致謝59-60
• 附錄A (攻讀學位期間所發(fā)表的學術論文目錄)60-61
• 附錄B (攻讀學位期間所參加的科研項目目錄)61

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本文編號：632429