电力系统稳定性破坏是电网中最严重的事故之一。为了防止这类事故的发生,暂态稳定性一直是电力系统研究人员和运行人员关注的一项重大课题。分析电力系统暂态稳定性的方法主要有两种。一种是时域仿真法,时域仿真法具有分析精度高、可处理复杂模型的优点,但不能给出系统的稳定裕度指标而且计算速度慢,目前只作为暂态稳定性的离线分析手段。另一种是直接法,本论文中的能量函数法就是一种重要的直接法。其最大的优点是能够给出稳定裕度并且计算速度快。 近年来,快速暂态稳定分析的能量函数法引起了许多研究人员的重视,并做了大量的研究工作,使得能量函数法的分析精度得到很大提高,基本能够满足电力系统在线动态安全分析的要求,可以作为暂态稳定性在线扫描分析的工具。 本文主要包括以下几方面的内容: 首先总结国内外有关直接法的发展状况,概述直接法暂态稳定分析的研究发展及其在工程上的应用,介绍了稳定性理论基础及其在暂态分析中的应用,并利用单机无穷大系统分析了直接法暂态稳定分析的全过程:暂态能量函数的定义及计算,临界能量的确定,给出了规格化的稳定裕度值。通过等面积准则来说明直接法和其在稳定性分析方面的一致性。 针对多机系统的经典数学模型,给出多机系统在角度中心下的状态空间方程及其暂态能量函数。分析了PEBS/BCU方法的理论基础,在此基础上总结PEBS/BCU方法暂态稳定分析的步骤,并着重分析了这两种方法。由于能量函数方法基于微分代数方程模型,所采用的发电机收缩系统方程为刚性的,本文详细地研究了刚性方程的性质,通过比较求解刚性方程的方法,进而采用了自动变阶变步长的吉尔(Gear)方法来解决收缩系统轨线积分问题,并给出了算例。 在所建模型的基础上,编制运用PEBS和BCU方法的计算程序。运用基于稳定域边界的主导不稳定平衡点(BCU)方法计算临界能量及稳定裕度,判别机组失稳与否,并应用此程序对6机22节点系统进行暂态