電力系統隨機穩定性分析

開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的1篇電力系統隨機穩定性分析，希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。

1引言

對于電力系統來說，其是具有高維強的非線性動態大系統，此外，電力系統還會存在許多的隨機擾動的現象，主要有以下幾種類型：①負荷的隨機波動現象；②原動機扭矩的隨機振動現象；③對回路測量噪聲的控制；④隨機產生的電網諧波和故障等等。近幾年我國現代互聯網在規模上的不斷擴大使得因負荷原因以及故障等所帶來的隨機擾動會變得更加普遍。而對于電力系統來說，這些隨機的現象會對其運行的穩定性以及質量產生負面的影響。并且，在現代隨機系統以及有關控制方面理論發展迅速的情況下，理論方面的相關研究者就決定將隨機系統的有關思想以及方法應用到電力系統中，從而建立更準確的電力系統數學模型，從而得到更準確的分析相關方法，并且進一步完善電力系統在控制方面的策略。本文首先是電力系統控制主要單元與隨機擾動問題詳細分析了在電力系統隨機系統控制理論方面有關研究的現狀，并在此基礎上，進一步了解了電力系統控制的主要單元以及其中所存在的隨機擾動問題，希望能夠對這一方面的研究起到一定的指導意義。

2電力系統的隨機系統在控制理論研究方面的現狀

對于電力系統的隨機控制理論來說，其主要研究的內容是要研究將不確定性建模成為隨機的變量或者是隨機過程動態系統的控制以及優化方面的問題，租戶要有以下幾方面：①系統隨機振蕩；②狀態測量噪聲；③如時變或非時變等未知參數的隨機波動；④排隊網絡中的隨機訪問等等。對于隨即系統的穩定性控制方面的理論最早出現在20世紀60年代的時候，但是因為隨機函數在分析過程中仍然存在著比較關鍵性問題的阻礙，因此其研究并沒有取得比較明顯的進展。但是，后來在微積分理論里面所引進的函數梯度方面以及行列式等，使得隨機系統在穩定性研究方面進展變得很快。在具體的應用過程中，系統所受到的噪聲方面的干擾已經可以近似的被認為是擁有平穩的獨立增量的零均值高斯過程。電力系統的線性隨機系統，也被稱為是滯后系統，在其穩定性分析以及控制方面都已經出現了許多的理論成果，主要包括以下幾點：①系統穩定性判斷準則；②魯棒控制；③變結構控制；④隨機優化控制；⑤隨機系統狀態估計，也就是濾波等。對于電力系統的非線性系統來說，非線性函數會對系統的動態特性產生十分明顯的影響，而這些非線性函數具有以下特點：①非線性函數之間的差別很大；②非線性函數的整體描述以及確切描述通常比較困難。正是非線性函數所具有的這些特點使得對隨機非線性控制系統所進行的穩定性分析以及設計等工作帶來了極大的工作難度，因此，與隨機線性系統相比，在隨機非線性方面所取得的成果并不夠豐富和成熟。

3電力系統控制的主要單元以及所存在的隨機擾動問題

對于電力系統來說，其主要包括以下幾個環節：①發電環節；②輸電環節；③變配電環節；④用電環節。電力系統的主要作用是將其他一些形式的能量轉化成電能的形式，并進一步將電能輸送到電力的用戶端，從而完成電力的供應。此外，電力系統的穩定性分析以及控制等工作都是圍繞上述環節進行的。影響電力系統運行是否處于平衡工作狀態的擾動因素主要有以下幾種：①負荷的波動因素；②電網的故障因素；③運行方式的改變因素等，這些擾動因素會迫使系統進入到一個動態的過程，而相應控制器會產生一定的阻尼抑制作用，在該作用的情況下，系統所具有的暫態振蕩的過程會逐漸的消失，從而進入一個相對比較穩定的工作狀態。對于電力系統的動態過程來說，其在本質上可以說是一個隨機的過程，并且電力系統在穩定控制作用的情況下進入到平衡狀態的過程也并不是唯一的，而是具有概率分布的特點，主要是因為電力系統所存在的擾動因素也是存在著不同程度上的隨機性，此外，還因為電力系統在發生擾動時候的運行狀態也是變化的。

3.1對發電的控制

對于發電的控制主要包括以下幾方面：①勵磁控制。其主要的任務就是將發電機或者是其他一些控制點的電壓控制在給定水平之上，此外，其還能夠在一定程度上提高電力系統在運行過程中的穩定性；②水汽門的開度控制。其原理是通過對發電機轉速進行調解的方式來控制原動機在控制機組與電網并聯狀態下的輸入能量，進而在對整個系統的運行頻率進行一定程度的改變，實現對于電力系統運行穩定性的有效控制；③風力發電的控制。電力系統在進行發電控制的過程中會受到以下三個部分的隨機擾動：①因原動機所發生的隨機變化而引起的輸入機械功率的變化；②電網側所存在的諸如負荷波動等的隨機擾動；③控制回路測量的噪聲，尤其是使用現代數字式的控制器。

3.2對輸配電的控制

對于輸配電的控制主要包括以下幾方面：①FACTS控制，又被稱為是柔性交流輸電系統，可以用來描述以大功率電力電子器件為基礎的控制器；②負荷頻率的控制等。FACTS控制可以在很大程度上提高電網的功率傳輸能力，此外，還可以更好的對系統的潮流進行控制。因此需要將有關的FACTS裝置的適用進行一定的提高，讓其可以適用于電力系統的各種擾動或者是各種網絡結構以及參數的變化等。

3.3對協調的控制

通過對協調的控制，可以在一定程度上提高電力系統的穩定性。而協調控制的主要含義有以下兩個含義：第一個含義是具有多個目標的協調控制，也就是提高靜穩與改善暫穩這兩者之間的協調；第二個含義則是在同一個區域的多種控制器以及不同區域控制器之間的協調控制。

4結束語

對于電力系統來說，其在穩定性方面問題的研究需要將系統所存在的隨機擾動影響考慮在內，并且十分有必要將采用現代概率論以及隨機系統理論和方法綜合在一起對電力系統進行研究，這樣就可以在得到理論上的新方法以及新結論的同時還能得到在工程應用方面的新方法與新結論。近幾年我國現代互聯網在規模上的不斷擴大使得因負荷原因以及故障等所帶來的隨機擾動會變得更加普遍。而對于電力系統來說，這些隨機的現象會對其運行的穩定性以及質量產生負面的影響。并且，在現代隨機系統以及有關控制方面理論發展迅速的情況下，理論方面的相關研究者就決定將隨機系統的有關思想以及方法應用到電力系統中，從而建立更準確的電力系統數學模型，從而得到更準確的分析相關方法，并且進一步完善電力系統在控制方面的策略。本文首先是電力系統控制主要單元與隨機擾動問題詳細分析了在電力系統隨機系統控制理論方面有關研究的現狀，并在此基礎上，進一步了解了電力系統控制的主要單元以及其中所存在的隨機擾動問題，希望能夠對這一方面的研究起到一定的指導意義。本文經過分析，發現了電力系統在隨機穩定性分析以及問題的控制方面存在的問題主要有：（1）缺乏有關電力系統的比較系統性的理論研究，現有的研究成果主要是對某一比較具體的隨機性問題所進行的分析以及研究，并將其僅僅局限在一個比較片面的范圍里，雖然已存在的分析與研究成果都是以概率論和概率統計相關理論為基礎進行的，但是還是沒有形成一種通常性的建模和處理的方法，因而其所具有的相對獨立性很難反映出隨機性對于整體的電力系統所產生的影響效果。（2）對于隨機電力系統進行穩定性的控制依然存在著各種問題，現階段的研究還停留在對隨即電力系統的理論穩定性分析的程度，對于以下兩方面的研究成果還是相對較少的：一方面是應用隨機系統控制理論進行系統隨機控制律的設計；另一方面則是通過應用隨機系統控制理論進行隨機擾動的抑制等，因此接下來的主要工作是對以下幾點進行更深入的研究：①隨機擾動狀態的辨識工作方面的問題；②隨機電力系統的綜合控制工作方面的問題；③隨機優化控制方面的問題等。（3）選擇合適的方法將正確的隨機變量引入到電力系統現有的線性模型以及非線性模型當中，從而在電力系統中建立比較完善的隨機動態仿真模型，進而將正確且有效的實驗方法提供給隨機電力系統的理論研究工作。

參考文獻

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作者簡介：雷雯婷（1988-），女，漢族，四川內江人，工程師，調度技師，本科，主要從事電力調控等相關工作。