[發明專利]并網水電站系統不確定非線性模型構建、分析方法和系統

在審

• 申請號: 202210342385.4
• 申請日: 2022-03-31
• 公開（公告）號: CN114723273A
• 公開（公告）日: 2022-07-08
• 發明（設計）人: 郭文成;劉楊;曹銳;王樂;白齊健;吳福林;陳姿
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: G06Q10/06
• 分類號: G06Q10/06;G06Q50/06;G06F17/14;G06F17/18
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 胡秋萍

1.一種并網水電站系統不確定非線性模型構建方法，其特征在于，該構建方法包括：

S1.構建8個不確定擾動項，所述不確定擾動項為以下任一種：(1)周期擾動：(2)隨機擾動(3)階躍擾動：其中，ω_i＝2π/T_i，rand(1)為生成一個0-1的隨機函數，T_i、A_i為第i個擾動的周期和幅度，i＝1，2，…，8；

S2.將8個不確定擾動項添加到并網水電站系統確定非線性模型，得到并網水電站系統不確定非線性模型，具體如下：

其中，q_H、z、q_P、y、x_s、x_t、δ、ξ為狀態變量，分別為壓力引水隧洞的流量偏差相對值、調壓室水位偏差相對值、壓力引水管道的流量偏差相對值、水輪機導葉開度偏差相對值、電網頻率偏差相對值、水輪機轉速偏差相對值、同步發電機功角、中間狀態變量，變量上方的點表示該變量的一階導，T_wH0為壓力引水隧洞擾動前時間慣性常數，h_H0為擾動前壓力引水隧洞的水力損失，α_T為阻抗孔水頭損失系數，Q₀為擾動前水輪機的流量，H₀為擾動前水輪機的凈水頭，T_F為調壓室時間常數，T_WP0為壓力引水管道擾動前的時間慣性常數，h_P0為擾動前的水輪機水力損失，e_h、e_x、e_y、e_qh、e_qx、e_qy分別為水輪機的六個傳遞系數，T_a為機組慣性時間常數，D_a為等效阻尼系數，E′為發電機暫態電勢，V_t為大電網母線電壓，視為常數，x′_d、x_q分別為d軸暫態電抗和q軸同步電抗，δ為功角，δ₀為系統初始功角，m_g為發電機負荷擾動，K_p為比例增益，K_i為積分增益，T_s為電網等效機組慣性時間常數，B為本機額定功率基值與系統額定功率基值的比值，D_s為電網等效負荷的自調節系數，T_g為電網等效接力器慣性時間常數，R_g為電網等效永態轉差系數，f_r為電網額定頻率。

2.一種并網水電站系統狀態變量動態響應輸出不確定性分析方法，其特征在于，所述并網水電站系統采用如權利要求1所述的方法構建不確定非線性模型，該不確定性分析方法包括：

T1、從并網水電站系統不確定非線性模型包含的除狀態變量以外的所有參數中選取不確定參數P_i，其中，i＝1，2，3……n，i表示選取的n個參數中的第i個；

T2、從被選中的不確定參數可能服從的概率分布中，任選一種；

T3、將選取的不確定參數P_i變為選定概率分布下的不確定參數的集合{P′_i}；

T4、將生成的不確定參數的集合{P′_i}中每個取值依次代入所述不確定非線性模型，得到并網水電站系統狀態變量動態響應輸出結果集f(s，t)，f(s，t)＝[q_H(s，t)，z(s，t)，q_p(s，t)，x_t(s，t)，y(s，t)，x_s(s，t)，δ(s，t)]，其中，s為所有不確定參數共同的標量變量，t為時間；

T5、根據動態響應輸出結果集f(s，t)，分析系統狀態變量不確定動態響應輸出關于時間序列的不確定性或關于時間斷面的不確定性。