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系统小信号模型与特征值分析法

时间:2023-06-25 理论教育 版权反馈
【摘要】:对于非线性系统,当其只在x0的一个领域内运动时,可将其用一阶线性系统近似代替。当A的全部特征根中至少有一个特征根的实部为正值时,线性化后的系统是不稳定的,且原来的非线性系统小范围不稳定。

系统小信号模型与特征值分析法

电力系统小干扰稳定性研究涉及各种各样的动态元件,实质上是一个高维度、强耦合、非线性的复杂动态系统,可用非线性方程组(2.1)表示:

式中,x=[x1,x2,…,xnT

对于非线性系统,当其只在x0的一个领域内运动时,可将其用一阶线性系统近似代替。设对应于x0状态方程描述为=F(x0,u0,t)。将状态方程在(x0,u0)的领域内进行一阶Taylor展开,忽略无穷小量,得线性化后的系统微分方程

式中,Δx=x-x0;Δu=u-u0;A为非线性系统在x0处的系数矩阵,B为非线性系统在u0处的系数矩阵,即

对于非线性系统方程组(2.1)在x0邻域内的小范围稳定性是由该系统线性化后特征方程(2.2)的根,即雅可比矩阵A的特征值决定的:(www.xing528.com)

(1)当A的全部特征根的实部都为负值时,线性化后的系统是渐进稳定的,且原来的非线性系统小范围渐进稳定。

(2)当A的全部特征根中至少有一个特征根的实部为正值时,线性化后的系统是不稳定的,且原来的非线性系统小范围不稳定。

(3)当A的全部特征根中至少有一个特征根的实部为零,且其他特征根的实部都为负值时,线性化后的系统处于临界状态,不能用线性化后的系统得出原非线性系统是否小范围稳定的结论。

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