电力系统功角稳定域及边界上的全局流形分析

非线性动力系统中稳定域(吸引域)的概念是许多工程应用学科的研究基础。从几何拓扑学的角度出发,提出一种基于全局流形的完整稳定域研究方法。该方法的主要思想是将系统投影到一个封闭区域中,在一个与原系统拓扑等价的球面上研究系统在无穷远邻域内的动力学行为,从而得到完整的向量场分析。将该理论应用于电力系统的暂态功角稳定域研究中,分别以单机模型、双机模型和多机系统为例,给出了各个模型的等效变换方程及无穷远奇点的计算公式。利用全局流形的几何拓扑结构,反映电力系统暂态功角稳定域边界的完整形态;利用无穷远奇点的变化指标比较了系统在不同故障切除情况下的暂态稳定裕度,并且在四机两区域系统和16机68节点系统上验证了理论分析的正确性。