[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

本發明公開了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，基于時域方法，本發明通過引入多重積分項來構造新的增廣Lyapunov?Krasovskii泛函，提出了一種與線性矩陣不等式相關的穩定性準則，其中的調節因子可以用來調節LFC系統的計算精度。為了計算期望的時滯裕度，本發明基于二進制搜索算法設計了一種新算法，由于所提的穩定性準則在計算精度方面是可調整的，因此該算法的設計中定義了一個增量指標來計算所需的上界。本發明可以實現計算精度的按需調整，增加調節因子可以得到與頻域方法類似的幾乎準確的時滯裕度，并且相比需要計算大規模特征方程的頻域方法，該方法運用了模型重構法進行建模，計算更簡單。

技術領域

本發明屬于電網負載頻率控制(LFC)技術領域，涉及一種大規模LFC穩定性分析方法及系統，具體涉及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。

背景技術

負載頻率控制(LFC)旨在將本區域和臨近區域的頻率和功率交換維持在預設范圍內。傳統的LFC采用專用的通信通道來傳輸信息，這通常會產生一些可以忽略的小時滯。當發生通信故障時，將觸發故障計數器來記錄故障周期，當計數的步長達到預設的上限時，LFC方案將會暫停或者停止，這些由通信故障導致的數據丟失可以轉換為一個等效的時變時滯。這些時滯會使LFC系統的動態性能變差，甚至會造成系統不穩定，這意味著控制區域不符合NERC采用的CPS1和CPS2控制性能標準。因此，找到使系統保持穩定的最大時滯容許上界也就是時滯裕度是十分必要的。

時域方法中存在保守性是因為這些方法為時滯分析提供的是充分條件，而這些保守性是可以通過調節因子來調節的。盡管保守性與PID增益有很大關系，但現有的方法沒辦法進一步降低保守性并得到保守性基本一致的結果，并且保守的結果會使降低控制器整定的可靠性。此外，在之前的研究中廣泛用于確定時滯裕度的二進制搜索算法無法判斷確定的值是否接近精確值。盡管有些方法提高了分析LFC系統的大規模線性矩陣不等式的可解性，但同時也降低了計算的時滯上界。

發明內容

本發明的目的在于提供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嗎，通過可調整的方法實現了精確度的靈活調節。

本發明的方法所采用的技術方案是：一種考慮可調計算精度的大規模LFC穩定性分析方法，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_i，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]，