基于割集能量与灵敏度的强迫功率振荡扰动源识别方法

本文主要探讨了电力系统中强迫功率振荡扰动源的识别问题，针对常规负阻尼低频振荡理论无法完全解释的现象，提出了基于割集能量和灵敏度分析的新方法。强迫功率振荡通常发生在电力系统受到持续周期性功率扰动时，尤其当扰动频率接近系统固有频率时，振荡幅度显著增大。 割集能量的概念是基于强迫功率振荡的能量转换特性提出的，它关注系统在发生强迫振荡时的能量流动情况。通过对发电机有功出力的割集能量分析，能够追踪到能量传递的路径，从而定位扰动源。这种方法强调了能量流在识别扰动源中的关键作用，不同于仅依赖振荡幅值和相位信息的传统方法，因为后者可能无法准确区分强迫振荡与弱阻尼自由振荡。 作者还引用了文献中关于能量转换特性和灵敏度分析的研究。能量转换特性研究了系统在强迫振荡下的能量转移规律，而灵敏度分析则用来评估系统参数变化对输出或状态的影响程度，这在电力系统稳定控制中具有实用价值。本文通过8机系统和华中电网的实际算例验证了基于割集能量和灵敏度的识别方法的有效性和准确性。 在方法论上，文章采用了经典二阶发电机模型进行分析，利用工作点线性化处理简化动力学方程，进而探讨了如何通过计算和分析发电机有功出力的动态响应来确定关键控制机组。这种方法不仅适用于广域电力系统，还能在线识别原动机功率扰动和负荷扰动引起的强迫功率振荡扰动源，为电力系统的实时监控和安全运行提供了有力工具。 本文的工作填补了强迫功率振荡扰动源识别领域的空白，为电力系统的稳定性和故障诊断提供了新的理论支持和技术手段。通过结合能量转换特性和灵敏度分析，该方法有助于提高电力系统抵御和处理这类振荡的能力，保障电力系统的可靠运行。