[發明專利]一種考慮可調計算精度的大規模LFC穩定性分析方法及系統

在審

• 申請號: 202211420512.4
• 申請日: 2022-11-10
• 公開（公告）號: CN115659698A
• 公開（公告）日: 2023-01-31
• 發明（設計）人: 張傳科;金麗;袁哲麗;劉云帆;樊宇龍;趙雯萱;上官星辰;徐達;何勇
• 申請（專利權）人: 中國地質大學（武漢）
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06Q50/06;H02J3/24;H02J3/38;G06F113/04
• 代理公司: 武漢知產時代知識產權代理有限公司 42238
• 代理人: 魏波

1.一種考慮可調計算精度的大規模LFC穩定性分析方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1：建立閉環負荷頻率控制系統的重構模型；

針對有N個控制區域的互聯電網，每個控制區域裝備有n臺等效的非再熱式發電機，確定控制區域i的狀態變量x，輸出變量y以及擾動w為：

y_i＝ACE_i；

w＝diag{w₁，…，w_N}，w_i＝ΔP_di，u_i(t-τ_i)＝ΔP_Ci(t)；

其中Δf_i，ΔP_tie-i，e，ΔP_mni，ΔP_vni，ACE_i，ΔP_Ci，ΔP_di分別表示區域i的頻率偏差、聯絡線功率交換、發電機的機械功率輸出、汽輪機閥門位置變化量、區域控制誤差、負荷參考設定值和負荷變化量，t表示時間，τ_i表示區域i的時滯；

建立閉環狀態空間模型：

C_i＝[β_i，1，0_1×2n]，

其中，表示對x(t)求微分；M_i，D_i，T_gni，T_tni，R_ni分別表示區域i發電機的慣性系數、阻尼系數、發電機的時間常數、汽輪機的時間常數和調速器的速度跌落系數；R_ji表示區域i的第j個發電機的調速器速度跌落系數，T_ij表示區域i到j之間聯絡線的同步力矩系數；β_i和α_ni表示區域i的頻率偏差因子和第n臺發電機組的參與因子，K_Pi，K_Ii和K_Di分別是PID控制器的比例增益、積分增益和微分增益；

構建無擾動模型分析公式(1)的漸近穩定性：

其中A₀＝A，A_i∈{A_d1，A_d2，...，A_dN}，0＝τ₀≤τ₁≤...≤τ_N；

用模型重構法將公式(2)改寫成：

其中包含時滯狀態，代表其它的狀態，j∈[1，N]；T是一個非奇異的n×n維的矩陣，

步驟2：建立負荷頻率控制系統的穩定性分析判據；

構造Lyapunov-Krasovskii泛函：

并且矩陣P，Q_j＞0，R_j＞0，保持待定，為正整數集；x(s)表示為n維歐氏空間；a_j＝t-τ_j，b_j＝t-τ_j-1；

對于滿足(2)的標量和τ_i，i＝0，1，...，N，如果存在矩陣P，Q_j＞0，R_j＞0，j＝1，2，...，N，并且以下線性矩陣不等式也成立，那么系統(3)是全局漸近穩定的；

e_d1＝A₁₁e₁+A₁₂em，

步驟3：通過調整階數n來確定時滯裕度；

根據PID增益、極坐標點θ和階數n計算時滯裕度。