專利名稱：一種具有魯棒性的廣域阻尼控制系統設計方法
技術領域：
本發明屬于電力系統穩定控制技術領域，尤其涉及一種具有魯棒性的廣域阻尼控制系統設計方法。
背景技術：
隨著互聯系統規模和復雜度不斷增加，大容量、遠距離功率傳輸將越來越頻繁，交換功率將日益增大，輸電線路將長期處于穩定極限邊緣。這種情況下，大電網的動態特性更加復雜，區間低頻振蕩發生的情況越來越頻繁，振蕩幅度也越來越大，波及范圍越來越廣， 對電網的安全穩定運行造成極大的困擾。傳統抑制區間低頻振蕩的控制器多為電力系統穩定器PSS (Power System Stabilizer)，并且在某一特定運行狀況下抑制效果較好。隨著電網規模的擴大，電網聯系的緊密，傳統控制模式的局限性越來越顯現出來，主要表現在兩個方面傳統的控制模式都是采用本地信號進行反饋形成閉環系統，使得區間低頻振蕩可觀性較差，不能有效發揮阻尼控制作用；傳統的控制系統是基于某一穩定運行的靜態電力系統進行設置阻尼反饋矩陣，由于電力系統中時刻存在的大大小小的干擾，并且干擾在時間，類型上具有明顯不確定性，使得電力系統的穩定運行狀態很容易偏離原始的穩定平衡點，造成控制器對區間低頻振蕩缺乏動態協調能力，不能充分發揮阻尼控制作用。由于廣域信號相對于本地信號對區間低頻振蕩模式具有更好的可觀性，因此廣域信號受到越來越多的關注，隨著同步相量測量技術的迅速發展，引入遠端優選的廣域信號作為各種阻尼控制器的反饋輸入成為可能，這為提高區間振蕩的可觀性帶來了新的機遇。 同時，能夠抵抗系統中的小干擾的控制方法也越來越多的應用到電力系統中。

發明內容
針對上述背景技術中提到的現有控制器對區間低頻振蕩缺乏動態協調能力的不足，本發明提出了一種具有魯棒性的廣域阻尼控制系統設計方法。本發明的技術方案是，一種具有魯棒性的廣域阻尼控制系統設計方法，其特征是該方法包括以下步驟步驟1 將電力系統進行線性化降階得到二階動態方程；步驟2 在二階動態方程的基礎上，求得對應的閉環狀態矩陣；步驟3 求解閉環狀態矩陣中反饋矩陣P的約束條件；步驟4 尋找最優約束條件下的全局反饋矩陣Pfmin ；步驟5 利用全局反饋矩陣Pfmin求解控制輸入向量u ；步驟6 將控制輸入向量u代入廣域阻尼控制系統，觀察控制系統的魯棒性。所述二階動態方程為
權利要求
1.一種具有魯棒性的廣域阻尼控制系統設計方法，其特征是該方法包括以下步驟 步驟1 將電力系統進行線性化降階得到二階動態方程；步驟2 在二階動態方程的基礎上，求得對應的閉環狀態矩陣；步驟3 求解閉環狀態矩陣中反饋矩陣P的約束條件；步驟4 尋找最優約束條件下的全局反饋矩陣Pfmin ；步驟5 利用全局反饋矩陣Pfmin求解控制輸入向量u ；步驟6 將控制輸入向量u代入廣域阻尼控制系統，觀察控制系統的魯棒性。
2.根據權利要求1所述一種具有魯棒性的廣域阻尼控制系統設計方法，其特征是所述二階動態方程為
3.根據權利要求2所述一種具有魯棒性的廣域阻尼控制系統設計方法，其特征是所述閉環狀態矩陣為
4.根據權利要求2所述一種具有魯棒性的廣域阻尼控制系統設計方法，其特征是所述反饋矩陣P的約束條件為
5.根據權利要求1所述一種具有魯棒性的廣域阻尼控制系統設計方法，其特征是所述控制輸入向量u為u = - ω O2PfminQW1 ω = ΖΡω 式中Coci為頻率基準值； R為右特征向量； ω為發電機轉速；Zf為綜合增益矩陣，Zf = -o^Pf^QH1。
全文摘要
本發明公開了電力系統穩定控制技術領域中的一種具有魯棒性的廣域阻尼控制系統設計方法。本發明從全局穩定性出發，利用綜合增益矩陣形成多輸入多輸出的廣域阻尼控制系統；利用測量向量單元(PMU)采集電網相量數據作為反饋信號，傳動相關的電力系統附加控制設備，對功率振蕩現象給予及時抑制。本發明具有良好的魯棒性，充分發揮了廣域相量測量系統在構建廣域控制、提升系統大范圍動態性能方面的潛力；該控制系統設計方法簡單易行，不僅可以協調同類型的多個附加控制器形成廣域阻尼控制系統，也能使用于不同類型的附加控制器的協調，充分有效的發揮阻尼控制作用。
文檔編號H02J3/24GK102185326SQ201110127909
公開日2011年9月14日 申請日期2011年5月17日 優先權日2011年5月17日
發明者王增平, 王希, 王彤, 米超, 馬靜 申請人:華北電力大學