電力系統(tǒng)時滯小擾動穩(wěn)定性研究.pdf

1、隨著我國電網(wǎng)規(guī)模的不斷擴(kuò)大和互聯(lián)程度的不斷提高，電網(wǎng)運行的安全性與穩(wěn)定性面臨越來越大的挑戰(zhàn)，相關(guān)問題受到電力工業(yè)界和學(xué)術(shù)界的高度關(guān)注。為提高電力系統(tǒng)運行的安全穩(wěn)定性水平，利用廣域量測系統(tǒng)(WAMS)對其進(jìn)行協(xié)調(diào)控制成為一種未來可能的選擇，但廣域量測系統(tǒng)信息在傳輸中存在著明顯的時滯，會對電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行和相關(guān)控制器的設(shè)計產(chǎn)生負(fù)面影響，需要加以科學(xué)考慮。為此，本文將針對含有時滯環(huán)節(jié)的電力系統(tǒng)小擾動穩(wěn)定性開展研究，主要工作如下：
　　

2、(1)在詳細(xì)推導(dǎo)電力系統(tǒng)關(guān)鍵環(huán)節(jié)和設(shè)備數(shù)學(xué)模型基礎(chǔ)上，利用線性化技術(shù)得到了進(jìn)行時滯電力系統(tǒng)小擾動穩(wěn)定分析所需的定常模型用于后續(xù)研究，包括：典型二階時滯系統(tǒng)模型、單機(jī)-無窮大系統(tǒng)模型、WSCC-3機(jī)9節(jié)點系統(tǒng)模型和IEEE-10機(jī)39節(jié)點系統(tǒng)模型。
　　(2)提出了一種求解電力系統(tǒng)大范圍時滯小擾動穩(wěn)定域的有效方法：首先利用參數(shù)變換技術(shù)，將大范圍時滯小擾動穩(wěn)定域邊界的求解，轉(zhuǎn)換為對有限參數(shù)空間的搜索、平移和反平移過程，大大減少了穩(wěn)定域

3、邊界的求解量；進(jìn)一步，利用四點插值法，通過對穩(wěn)定域邊界上臨界點實施微擾來確定小擾動穩(wěn)定域的邊界性質(zhì)和構(gòu)成；最后，利用典型二階時滯系統(tǒng)和WSCC-3機(jī)9節(jié)點時滯系統(tǒng)驗證了所給方法的有效性。
　　(3)提出了一種適用于單時滯電力系統(tǒng)模型的簡化方法并推導(dǎo)了適用的線性矩陣不等式(LMI)新判據(jù)：首先將包含時滯環(huán)節(jié)的電力系統(tǒng)線性模型，擴(kuò)展為包含輸入-輸出環(huán)節(jié)的狀態(tài)空間表達(dá)式；進(jìn)一步，利用基于狀態(tài)空間表達(dá)式的降維方法，對擴(kuò)展后的模型進(jìn)行簡化，

4、在保留系統(tǒng)關(guān)鍵動態(tài)基礎(chǔ)上盡量減少待求變量數(shù)；最后，基于簡化模型，推導(dǎo)了新的更為高效的時滯穩(wěn)定LMI判據(jù)。將該方法應(yīng)用于含時滯環(huán)節(jié)的WSCC-3機(jī)9節(jié)點系統(tǒng)和IEEE-10機(jī)39節(jié)點系統(tǒng)，借助二分搜索算法對比了兩種電力系統(tǒng)單時滯穩(wěn)定裕度的求解結(jié)果，算例表明時滯系統(tǒng)經(jīng)過模型簡化后，在保證計算精度的前提下，計算效率大大提升。
　　(4)提出了一種適用于多時滯系統(tǒng)且具有更高求解效率的時滯穩(wěn)定LMI新判據(jù)：首先，通過構(gòu)造新的Lyapunov