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摘要
当今电力系统不明机理的振荡问题频发，亟需回归振荡的能量交换本质以认识和分析系统动态过程。系统受扰后设备将根据输入和输出有功/无功功率或电流不平衡调节内电势频率和幅值，进而调节网络中各设备端口有功/无功电流及设备输出功率。在此闭环动态过程中内电势幅值/频率对应的设备储能与有功/无功电流对应的网络储能将在一定水平上彼此交换。因此，系统动态分析的工作点和相应的小扰动数学关系应当基于表征系统储能水平的内电势幅值/频率和有功/无功电流来进行确定和构建。然而，现有研究仍然缺乏对交流系统动态过程能量内涵的认识，目前尚未从能量角度开展认识和分析交流系统动态过程的相关工作。鉴于此，本文旨在提出基于内电势幅值/频率和有功/无功电流工作点的交流电力系统小扰动线性化方法。首先以变换器并网交流系统为例，从系统基本结构及其传输有功/无功的闭环运行原理出发，通过阐述在系统受扰后内电势幅值/频率和有功/无功电流不断迭代更新的闭环动态过程中变换器和网络在一定储能水平上相互交换有功/无功的机制，明确了内电势幅值/频率和有功/无功电流的稳态直流量是交流系统的工作点，并澄清了其所蕴含的有功/无功存储水平物理内涵。基于内电势幅值/频率和有功/无功电流工作点，本文提出了描述变换器/网络的内电势幅值/频率和有功/无功电流间的激励-响应小扰动非线性关系及其线性化的物理认识和相应的线性化方法，然后结合仿真说明了系统小扰动线性化关系的适用性，最终阐释了小扰动初期交、直流电气量的动态演化行为。
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单位华中科技大学; 强电磁工程与新技术国家重点实验室
