摘 要近三十年来，电力系统发生了许多新变化，但受环境和建设成本的限制，系统常运行在重负荷条件下，这给电力系统的安全运行带来不少问题，其中之一便是电压不稳定或电压崩溃引起的局部丢负荷或大面积停电，造成了巨大的经济损失和社会影响，电压稳定问题成为国际电力界普遍关注的课题之一。目前我国电力系统也已步入大电网、超高压、大机组、远距离的时代，但电力建设普遍滞后于经济发展的水平。因此，在目前形势下，研究电压稳定，对于避免电压崩溃事故的发生，具有特别重要的意义。本文在单机PQ动态负载系统和经典的三节点系统中分析了分岔。经验证，在这两个系统中SVC和STATCOM补偿器都可以有效地延缓发生鞍结分岔（SNB）的出现，而且当补偿装置获得更大的增益值时，对SNB点的控制效果也越好；在增益值相同的考虑情况之下STATCOM相比SVC的时候STATCOM总是更有效果。在3节点的系统中，如果出现Hopf分岔，SVC和STATCOM可以有效延缓不稳定Hopf分岔（UHB）。当SVC和STATCOM的增益值大小相同的时候，SVC和STATCOM对UHB控制效果基本相同；而当两者的增益值非常大时，STATCOM对UHB的控制效果明显优于SVC。这可以表明，综合考虑下STATCOM的电压稳定性的分岔控制能力比SVC更优越。
目 录
摘 要 II
Abstract III
第一章 绪论 1
1.1引言 1
1.2 研究电压稳定分岔控制的意义 1
1.3 本文的主要工作 1
第二章 电力系统电压稳定性的基本概念 3
2.1 引言 3
2.2 电压稳定性的定义 3
2.3 电压稳定性的主要研究内容 4
第三章 分岔理论在电力系统电压稳定性中的应用 5
3.1 引言 5
3.2 电力系统电压稳定性中的分岔分析方法 5
3.3 分岔理论在电压稳定分析中的研究现状 6
第四章 分岔控制方法介绍 8
4.1 引言 8
4.2 分岔控制的基本理论 8
4.3 线性状态反馈控制方法 9
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/> 4.4 SVC和STATCOM无功补偿控制 9
第五章 基于MATCONT的电压稳定分岔及控制 11
5.1 引言 11
5.2 考虑励磁系统的单机动态负荷系统ODE模型 11
5.3 电压稳定分岔分析 12
5.4 PQ负荷模型系统的线性状态反馈控制 14
5.5 PQ负荷模型系统的SVC控制 16
5.6 PQ负荷模型系统的STATCOM控制 18
第六章 结论 22
谢 辞 23
参考文献 24
第一章 绪论
1.1引言
在电力系统稳定这一方面而言，电压稳定要比功角稳定、频率稳定更具有“隐蔽性”和“突发性”，所以一直以来没有被重视起来，最近，当多起电压持续偏低、电压崩溃事件在各个地方的大电网陆续发生以后国际电工届对其的关注度一直在不断升高【1】。所以对电力系统的电压问题方面的研究获得了较大的推进，就目前而言取得成就已经非同一般了，但是在对电压稳定的机理的研究和研究体系等方面一直算是建立的不算很是完美，还有许多问题需要进一步探讨和解决。
1.2 研究电压稳定分岔控制的意义
近年来电力系统的发展跟电压稳定问题的出现是与的趋势紧密相关的。近20年来不论是国内还是国外电力系统发生电压崩溃的问题事件都不在少数。电网电压等级的提高，电力系统的关联，大容量发电机组的广泛应用等，合理利用能源，提高经济效益和保护环境等很多优点都在这些新变化中很好的体现出来了，然而受资源利用和建设成本限制的原因，电网构造都相对薄弱，发电设备的储备量少，系统经常运行经常处在重负荷条件之下，这些都慢慢成了隐患，其中不乏电压不稳定或电压崩溃引起的局部丢负荷或大范围的停电等问题。
人们对分岔控制的定义是动力系统中的各种参数和现象可以通过人为去改变。一般情况下电力系统分岔控制的方向有：将系统原来的分岔延迟或者完全解决；将之前准备好的数值加入到新的分岔从而混合起来去抹去本来的分岔；以获得更好的稳定裕度而修改现有分岔点的内容；对分岔链的各个方面进行修改，然后就有机会去实施更好的控制；缓和分岔解和分岔分支以便系统的动态稳定完美表现出来；时刻监控出现分岔时的极限环的三大数据，幅值、频率和重数防止系统处于混沌状态；对分岔点周围进行多方改良然后共同达到最后的目标【2】。
1.3 本文的主要工作
本文在第二章中阐述了电力系统电压稳定的一些基本概念，讨论了静态电压稳定性和现阶段动态电压稳定性的常用分析方法，并介绍了基本的电力系统数学模型；在第三章中介绍了有关分岔的基本概念、分岔的分析方法以及研究现状和数值分岔分析软件；第四章讲述了分岔控制的基本原理以及线性状态反馈控制、SVC和STATCOM无功补偿控制的介绍；第五章以含励磁控制的单机动态负荷系统为例子，利用数值分岔分析软件MATCONT对其进行分岔分析，检验了PQ 动态负荷模型系统存在着鞍结分岔（SNB）现象,逐次运用三种手法对系统进行控制，从仿真的结果中表明分岔的可控制性，从而提升系统的电压稳定性；本文在最后的第六章给出了结论。
第二章 电力系统电压稳定性的基本概念
2.1 引言
我国现在的电力系统一直朝着扩大机组和电网，提升电压等级还有远距离电压输送这些方面发展同时构造大型互联电力系统。同时由于负荷总量的逐年增加，不仅是企业，用户对运行效率和效益的要求也不断提高，使电力系统的负担也来越大。从而增加了维持电力系统电压稳定的难度，致使近年来多处大电网相继发生电压崩溃事故。这些事故引起了电力系统工作和研究人员的注意，电压稳定性问题受到了前所未有的重视。
2.2 电压稳定性的定义
目前来说，世界上对电压稳定性还是没有确切的定义，各个国家或者组织对电压稳定性的理解和研究方向各不相同。
电压稳定分析小组(IEEE)1990年在报告中指出：若电力系统能确保负荷增大时，负荷消耗的功率随之增大的话，那么系统的电压稳定；反之系统电压是不稳定的。
在93年的国际大电网会议(CIGRE)中有发言称：当系统受到相应的扰动时，负荷电压在节点周围达到一个扰动后较为稳定的值，与此同时该受扰动状态处于扰动后的稳定平衡点的吸引区域之中，那么就判定系统是电压稳定的；反之，如果扰动后平衡状态下负荷邻近的节点电压低于可接受的极限值，那么就称系统电压崩溃。
从我们国家最新规定的电力系统安全稳定的理念中，得知参考了GIGRE当中的定义分类并且将那些最新的研究数据加了进来，对电压稳定进行了新的定义：当电力系统中出现了大大小小的波动之后，不借助外力系统自己能够将电压还原到以前的稳定状态而且确保不会发生系统崩溃。同时更方面数据表明：静态下的小波动失衡、暂态下的大波动失衡，动态下的大波动失衡，长期失衡都属于电压失稳。这些情况不仅可以发生在正常的工作情况之下，不正常情况下照样会发生失衡，就算是母线电压已经发生了严重的下降，照样可能是在扰动之后发生的【3】。

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