信息物理融合電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化控制研究.pdf

1、電力系統(tǒng)應用通信、計算和控制技術(shù)提高穩(wěn)定性，降低用電成本，為用戶提供各種實時服務，使其與信息系統(tǒng)的交互日益深入，正逐漸發(fā)展成為與計算、通信和控制融合的信息物理融合電力系統(tǒng)。應用同步相量測量技術(shù)和廣域測量系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)全網(wǎng)信息動態(tài)同步采集，這為信息物理融合電力系統(tǒng)實施網(wǎng)絡(luò)化控制奠定了基礎(chǔ)，同時也帶來一些挑戰(zhàn)，例如：海量信息涌入控制中心，給信息系統(tǒng)帶來信息采集、存儲和處理的壓力；網(wǎng)絡(luò)通信誘導的延時、丟包/錯序和網(wǎng)絡(luò)擁塞等因素給控制回路帶來不

2、利影響。
　　論文分析了信息物理融合電力系統(tǒng)的典型特征，在回顧信息物理融合電力系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀及其網(wǎng)絡(luò)化控制研究現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，指出了研究適用于信息物理融合電力系統(tǒng)特點的網(wǎng)絡(luò)化控制理論和技術(shù)，并應用實施，是克服非理想通信帶給電力系統(tǒng)穩(wěn)定運行不利影響的有效手段之一。全文由以下幾個部分組成：
　　首先對信息物理融合電力系統(tǒng)的廣域監(jiān)控系統(tǒng)的構(gòu)成進行了說明，并分析了廣域監(jiān)控系統(tǒng)各組件的功能及工作原理，探討了廣域監(jiān)控系統(tǒng)的通信網(wǎng)絡(luò)采用不同

3、協(xié)議時的延時、丟包特性。
　　其次建立了信息物理融合電力系統(tǒng)小信號模型；分析了基于廣域測量系統(tǒng)的事件觸發(fā)廣域阻尼控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成及工作原理。研究了基于事件觸發(fā)機制設(shè)計廣域阻尼控制器的問題，利用全狀態(tài)耦合事件觸發(fā)條件判斷相量數(shù)據(jù)集中器所收集的相量狀態(tài)的發(fā)送時機；依據(jù)網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)的時滯系統(tǒng)方法和Jensen不等式，推導出基于線性矩陣不等式的控制器設(shè)計準則；依據(jù)所提出的方法對時滯穩(wěn)定裕度、系統(tǒng)動態(tài)響應性能、系統(tǒng)的擾動抑制能力和事件觸

4、發(fā)參數(shù)的相互關(guān)系進行了分析，探討了選擇適當?shù)氖录|發(fā)參數(shù)的指導性思路。
　　接下來總結(jié)了對電力系統(tǒng)詳細建模時，應用網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)理論設(shè)計信息物理融合電力系統(tǒng)廣域阻尼控制器的一般步驟；為了克服信息物理融合電力系統(tǒng)廣域阻尼控制回路中由于網(wǎng)絡(luò)通信引入的延時和丟包的不利影響，分別將網(wǎng)絡(luò)丟包現(xiàn)象建模為等效延時和具有Bernoulli分布的隨機過程；考慮網(wǎng)絡(luò)延時，分別應用時滯系統(tǒng)方法和隨機離散系統(tǒng)理論，設(shè)計了動態(tài)輸出反饋廣域阻尼控制器；非線性

5、時域仿真的結(jié)果驗證了所提方法的有效性。
　　最后考慮信息物理融合電力系統(tǒng)負荷頻率控制中，數(shù)字控制器離散更新，電力系統(tǒng)連續(xù)動態(tài)變化的連續(xù)-離散混雜運行模式，采用將比例-積分-微分（proportional-integral-derivative，PID）控制器的設(shè)計問題轉(zhuǎn)化為靜態(tài)輸出反饋控制綜合的思路，分別針對傳統(tǒng)的和解除管制電力市場環(huán)境下的負荷頻率控制建立了離散時間擴展系統(tǒng)模型，并以此為基礎(chǔ)設(shè)計了分散式數(shù)字PID控制器；所采用的設(shè)