[發(fā)明專利]一種計(jì)及廣域信號(hào)多時(shí)滯的電力系統(tǒng)附加阻尼控制方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610243418.4
• 申請(qǐng)日: 2016-04-20
• 公開（公告）號(hào): CN107306033B
• 公開（公告）日: 2020-07-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馬燕峰;張佳怡;趙書強(qiáng)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華北電力大學(xué)（保定）
• 主分類號(hào): H02J3/24
• 分類號(hào): H02J3/24
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)穩(wěn)定控制領(lǐng)域，具體涉及一種考慮多個(gè)廣域傳輸信號(hào)時(shí)滯的阻尼控制器的設(shè)計(jì)方法。針對(duì)互聯(lián)廣域電力系統(tǒng)的低頻振蕩問題以及廣域傳輸信號(hào)具有多個(gè)傳輸延遲的情況，提出了廣域多時(shí)滯附加阻尼控制器的設(shè)計(jì)方法，包括建立多時(shí)滯線性化模型，對(duì)區(qū)間低頻振蕩模式進(jìn)行輸入信號(hào)以及安裝地點(diǎn)的選擇，設(shè)計(jì)適用于多時(shí)滯電力系統(tǒng)的附加阻尼控制器。利用Lyapunov?Krasovskii理論構(gòu)造的多時(shí)滯系統(tǒng)穩(wěn)定判據(jù)，轉(zhuǎn)化為線性矩陣不等式的可行性問題，可直接求解控制參數(shù)，避免了傳統(tǒng)方法中利用智能算法迭代求解參數(shù)的不便。本發(fā)明中的控制器在給定時(shí)滯上限的范圍內(nèi)均能使電力系統(tǒng)低頻振蕩得到有效抑制，具有很強(qiáng)的適應(yīng)性和魯棒性，控制器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔，易于工程實(shí)現(xiàn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)穩(wěn)定控制領(lǐng)域，具體涉及一種考慮多個(gè)廣域傳輸信號(hào)時(shí)滯影響的廣域附加阻尼控制器的設(shè)計(jì)方法。

背景技術(shù)

隨著我國(guó)社會(huì)主義現(xiàn)代化建設(shè)的蓬勃發(fā)展，電力工業(yè)正以空前的規(guī)模和速度擴(kuò)大，中國(guó)正在逐步形成“西電東送，南北互供”的戰(zhàn)略格局。目前我國(guó)的電力發(fā)展已經(jīng)進(jìn)入跨區(qū)域電網(wǎng)互聯(lián)，全國(guó)電網(wǎng)互聯(lián)之后，我國(guó)將形成一個(gè)多區(qū)域互聯(lián)的廣域電力系統(tǒng)。然而，跨區(qū)互聯(lián)電網(wǎng)中的低頻振蕩現(xiàn)象日益嚴(yán)重，影響電網(wǎng)安全和跨區(qū)電能調(diào)度，已威脅到電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

傳統(tǒng)的低頻振蕩抑制方法主要采取提供額外阻尼的措施，多采用電力系統(tǒng)穩(wěn)定器等勵(lì)磁控制。然而，采用本地信號(hào)作為反饋輸入的控制器由于受到可控可觀性影響，對(duì)區(qū)間振蕩模式的抑制效果十分有限。隨著互聯(lián)電網(wǎng)規(guī)模的進(jìn)一步擴(kuò)大，區(qū)間振蕩模式對(duì)電力系統(tǒng)造成的危害隨電網(wǎng)的復(fù)雜度而加深，僅使用本地信號(hào)設(shè)計(jì)控制器很可能無(wú)法確保電力系統(tǒng)的穩(wěn)定。

在“互聯(lián)網(wǎng)+”的背景下，隨著電力工業(yè)與信息的深度融合與互聯(lián)網(wǎng)電力的不斷發(fā)展，開發(fā)網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化、智能化等技術(shù)，利用廣域測(cè)量系統(tǒng)中的廣域反饋信號(hào)中的廣域信息實(shí)現(xiàn)對(duì)電網(wǎng)的控制，能有效提高互聯(lián)電網(wǎng)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能，已成為未來(lái)電網(wǎng)的發(fā)展趨勢(shì)。廣域測(cè)量系統(tǒng)的出現(xiàn)為區(qū)域互聯(lián)電力系統(tǒng)的分布式同步測(cè)量、穩(wěn)定分析和廣域優(yōu)化協(xié)調(diào)控制創(chuàng)造了可能，但廣域信息在傳輸、交換與處理等環(huán)節(jié)存在明顯的時(shí)滯，這些延時(shí)可能高達(dá)數(shù)百毫秒，如不妥善處理時(shí)滯問題，阻尼控制器的性能可能會(huì)進(jìn)一步惡化，以致?lián)p害電力系統(tǒng)的廣域安全。因此，深入考慮廣域控制的時(shí)滯環(huán)節(jié)，對(duì)優(yōu)化控制器性能與提高電力系統(tǒng)的廣域安全穩(wěn)定運(yùn)行具有重大意義。

針對(duì)上述問題，國(guó)內(nèi)外學(xué)者開展了一系列研究并取得了豐碩成果。戚軍，歐林林，周文委設(shè)計(jì)了一種適用于隨機(jī)時(shí)滯的電力系統(tǒng)廣域PID阻尼控制器(專利號(hào)201510492610.2)，胡志堅(jiān)，張子泳設(shè)計(jì)了基于魯棒控制理論的一種考慮WAMS信號(hào)實(shí)驗(yàn)的電力系統(tǒng)輸出反饋控制方法(專利號(hào)201310189887.9)，黃柳強(qiáng)，孫華東，易俊等人計(jì)了一種基于自由權(quán)矩陣方法的多FACTS抗時(shí)滯協(xié)調(diào)控制方法(專利號(hào)201310189887.9)，但三者均未考慮多個(gè)信號(hào)延遲的情況，此外，基于自由權(quán)矩陣的魯棒控制方法需借助智能算法迭代尋找理想控制參數(shù)，步驟復(fù)雜，求解速度較慢。賈宏杰，安海云，余曉丹提出了一種多時(shí)滯電力系統(tǒng)的穩(wěn)定判據(jù)(專利號(hào)：200810151217.7)，但這種方法更側(cè)重時(shí)滯穩(wěn)定域求解，對(duì)于如何設(shè)計(jì)使多時(shí)滯電力系統(tǒng)穩(wěn)定的控制器以及對(duì)于該控制器的控制效果并未涉及。總體而言，目前針對(duì)多時(shí)滯電力系統(tǒng)控制鎮(zhèn)定方面的研究較少，從控制方法上看，時(shí)滯魯棒控制仍然是多時(shí)滯電力系統(tǒng)阻尼控制的主要手段，但求解方法一般較為復(fù)雜，探索多時(shí)滯電力系統(tǒng)魯棒鎮(zhèn)定控制的簡(jiǎn)便求解方案具有一定的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對(duì)基于廣域測(cè)量系統(tǒng)的多時(shí)滯電力系統(tǒng)低頻振蕩抑制的研究不足以及作為主要控制方法之一的魯棒控制方法求解參數(shù)步驟復(fù)雜的缺陷，設(shè)計(jì)一種可直接求解控制參數(shù)的多時(shí)滯廣域電力系統(tǒng)阻尼控制器，詳細(xì)地闡述了該控制器的控制結(jié)構(gòu)以及參數(shù)的求取方法。

本發(fā)明中的廣域附加阻尼控制器不僅考慮了多個(gè)傳輸信號(hào)延遲的影響，并且克服了傳統(tǒng)魯棒控制方法借助智能算法反復(fù)迭代尋優(yōu)步驟復(fù)雜的缺陷，可直接求解控制參數(shù)，為抑制多時(shí)滯電力系統(tǒng)的低頻振蕩提供一個(gè)新的途徑。