復(fù)雜智能電網(wǎng)的分布式控制與故障辨識(shí)研究.pdf

1、相對(duì)于傳統(tǒng)電網(wǎng)，智能電網(wǎng)更加信息化、數(shù)字化與自動(dòng)化，具有更高的能源利用率、用戶互動(dòng)性、電源適應(yīng)性及安全性。然而，智能電網(wǎng)是由大量具有自主性、智能化和多樣性等特征的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)相互影響與作用形成的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)復(fù)雜的大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)，其本質(zhì)上是一類典型的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)。在智能電網(wǎng)中，能有效應(yīng)對(duì)復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)各類特性的分布式控制與檢測(cè)方法相對(duì)于傳統(tǒng)集中式的控制與檢測(cè)方法將更加經(jīng)濟(jì)、安全、有效。當(dāng)前的智能電網(wǎng)地域分布廣泛，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)與傳輸線路狀態(tài)變化復(fù)雜頻繁，全局信息的獲

2、取代價(jià)高昂。如何在無(wú)法獲得全局信息或在只擁有少量全局信息的情況下完成對(duì)廣域智能電網(wǎng)的安全監(jiān)測(cè)與優(yōu)化運(yùn)營(yíng)控制是智能電網(wǎng)中亟待解決的問(wèn)題。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴針對(duì)大規(guī)模停電事件引發(fā)多線路故障并發(fā)的問(wèn)題，基于復(fù)雜動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)理論，建立了一類智能電網(wǎng)的復(fù)雜動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)模型，將智能電網(wǎng)描述為傳輸線路相互連接的網(wǎng)絡(luò)化動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)，通過(guò)子系統(tǒng)之間耦合的非連續(xù)變化來(lái)刻畫智能電網(wǎng)中傳輸線路發(fā)生故障時(shí)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渥兓闆r；基于自適應(yīng)觀測(cè)器方法，設(shè)計(jì)了相應(yīng)的

3、以PMU數(shù)據(jù)為辨識(shí)依據(jù)的分布式多故障線路辨識(shí)算法，通過(guò)響應(yīng)網(wǎng)絡(luò)與故障電網(wǎng)之間的信息同步重構(gòu)了故障后電網(wǎng)的拓?fù)渚仃?，解決了在故障后具有孤島的智能電網(wǎng)的多故障線路辨識(shí)問(wèn)題。⑵針對(duì)智能電網(wǎng)狀態(tài)監(jiān)控與評(píng)估需要實(shí)時(shí)更新電網(wǎng)拓?fù)涞膯?wèn)題，運(yùn)用復(fù)雜動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淅碚撝R(shí)，以及自適應(yīng)觀測(cè)器與混雜系統(tǒng)理論，提出了一類基于脈沖自適應(yīng)觀測(cè)器的分布式電網(wǎng)拓?fù)渥R(shí)別算法。該算法通過(guò)在誤差系統(tǒng)的反饋控制中加入等間隔脈沖的方式，提高了誤差系統(tǒng)的收斂速度，進(jìn)一步提高了電網(wǎng)拓

4、撲識(shí)別算法的收斂速度，降低了自適應(yīng)觀測(cè)器穩(wěn)定前的超調(diào)量與穩(wěn)定后的誤差。⑶針對(duì)多機(jī)電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定與電壓調(diào)節(jié)分步控制中沒有一般性的切換準(zhǔn)則的問(wèn)題，基于切換系統(tǒng)理論，分析了多機(jī)電力系統(tǒng)中暫態(tài)穩(wěn)定與電壓調(diào)節(jié)的規(guī)律，給出了一種基于反饋線性化的分布式多機(jī)電力系統(tǒng)的切換系統(tǒng)控制模型；基于線性矩陣不等式理論，給出了一種切換系統(tǒng)的分布式魯棒控制器設(shè)計(jì)方法；解決了暫態(tài)穩(wěn)定與電壓調(diào)節(jié)分步控制時(shí)算法更換時(shí)間節(jié)點(diǎn)無(wú)法確定的問(wèn)題。⑷針對(duì)集中式的經(jīng)濟(jì)負(fù)荷分配方法對(duì)

5、電網(wǎng)信息完全度要求高且收斂慢等問(wèn)題，基于多智能體網(wǎng)絡(luò)理論，將分布式發(fā)電單元作為多智能體，引入負(fù)荷分配預(yù)估參量與增量成本作為一致性變量，提出了一種基于多智能體一致性的分布式經(jīng)濟(jì)負(fù)荷分配算法。同時(shí)，考慮了主網(wǎng)電力需求變化影響下的算法收斂性，研究了主網(wǎng)需求對(duì)應(yīng)的比例增益參數(shù)與算法收斂性之間的關(guān)系，給出了比例增益參數(shù)對(duì)應(yīng)取值下的算法收斂充分條件；解決了經(jīng)濟(jì)負(fù)荷分配算法中主網(wǎng)需求增益參數(shù)設(shè)計(jì)的取值范圍問(wèn)題。⑸針對(duì)微網(wǎng)分布式發(fā)電經(jīng)濟(jì)負(fù)荷分配與基本物