基于分岔理論的電力系統(tǒng)小擾動穩(wěn)定優(yōu)化控制研究.pdf

1、隨著電力市場的發(fā)展和電網(wǎng)規(guī)模的不斷增大，如何針對不斷增加和快速變化的能源需求，有效的從全局控制角度對系統(tǒng)小擾動穩(wěn)定性進(jìn)行優(yōu)化協(xié)調(diào)控制已成為一個十分重要但又難以解決的課題。大電網(wǎng)數(shù)學(xué)模型由一組高階微分代數(shù)方程(DAE)描述，本文結(jié)合非線性系統(tǒng)分岔理論、最優(yōu)化理論解決電力系統(tǒng)小擾動穩(wěn)定的最優(yōu)控制問題：從穩(wěn)定裕度的角度進(jìn)行研究，力圖從全局上研究控制參數(shù)的配置，保證電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行。主要研究內(nèi)容如下： (1) 電力系統(tǒng)模型及測試系統(tǒng)。給

2、出了發(fā)電機、勵磁調(diào)節(jié)器(AVR)、電力系統(tǒng)穩(wěn)定器(PSS)、FACTS器件在內(nèi)的電力系統(tǒng)靜態(tài)和動態(tài)模型，詳細(xì)表述形成電力系統(tǒng)線性化模型的統(tǒng)一方法。全文使用WSCC 3機9節(jié)點系統(tǒng)，New England 10機39節(jié)點系統(tǒng)和4機兩區(qū)域系統(tǒng)作為仿真測試系統(tǒng)。 (2) 分岔理論及分岔點的跟蹤方法。小擾動穩(wěn)定特別是機電振蕩問題主要涉及Hopf分岔。重點介紹了直接法求解Hopf分岔點；參考Hopf分岔指標(biāo)，提出了準(zhǔn)Hopf分岔點的概念，

3、設(shè)計了一種適合復(fù)雜電力系統(tǒng)優(yōu)化算法的Hopf分岔實用計算——準(zhǔn)Hopf分岔值的變步長搜索法，通過比較說明了準(zhǔn)Hopf分岔更適宜用于全局優(yōu)化問題的研究。 (3) 控制參數(shù)的分岔分析。研究了AVR、PSS、SVC以及SVC帶附加控制對Hopf分岔和鞍結(jié)分岔的影響，總結(jié)了電力系統(tǒng)各種控制器及其參數(shù)對不同分岔的影響。詳細(xì)分析了各種控制器以及參數(shù)之間的相互影響，為全局參數(shù)配置提供理論依據(jù)。 (4) 基于分岔理論的多目標(biāo)優(yōu)化。提出了

4、同時考慮“阻尼控制和Hopf分岔控制”、“電壓控制和阻尼控制”的優(yōu)化模型，結(jié)合Pareto和進(jìn)化策略實現(xiàn)了電力系統(tǒng)的多目標(biāo)優(yōu)化。在傳統(tǒng)的PSS參數(shù)優(yōu)化基礎(chǔ)上進(jìn)行擴展，加入分岔控制的概念，將PSS參數(shù)優(yōu)化問題描述為“保證當(dāng)前阻尼水平并且延遲或消除Hopf分岔”這一多目標(biāo)優(yōu)化問題。綜合考慮SVC電壓控制和附加阻尼控制，將其描述成一個多目標(biāo)優(yōu)化問題。結(jié)合Hopf分岔研究了最優(yōu)二次電壓調(diào)節(jié)問題。 (5) 文中算例在MATLAB中編制程序