基于自由矩阵积分不等式方法的时滞电力系统稳定性研究

发布时间：2020-05-27 17:40

【摘要】：在日趋复杂的现代电力系统中,为了保障电力系统的稳定运行需要从全局的角度对其实时监测,广域测量系统的建立使这一目标得以实现。然而在广域测量系统中存在通信时滞的现象,其存在是导致电力系统不稳定的原因之一。时滞系统的理论研究已经获得了大量研究人员的关注,但这些理论方法在电力系统中的应用还有较大的空间,为验证这些方法的有效性与适用性,基于广域测量系统的电力系统提供了应用平台。本论文针对广域测量系统中存在的通信时滞现象做了一定的研究,其主要工作如下:(1)详细分析了电力系统中广域测量系统的工作原理、结构组成以及产生时滞的环节,对通讯时滞的类型作以划分,并根据其特点建立了一种包含时滞项的微分代数方程数学模型,为以自由矩阵为基础的时滞相关稳定性分析方法的应用奠定了基础。(2)给出了一种基于自由矩阵积分不等式的时滞稳定性判据,并将其应用在单机系统中。首先构造了一种Lyapunov-Krasovskii泛函,在对其导数中存在的积分项进行处理时加入合适的自由矩阵,建立了一种基于自由矩阵积分不等式的时滞相关稳定性判据,使所得判据具有更低的保守性。对存在时滞现象的单机无穷大系统进行数学建模,导出其影响时滞的系统状态参数矩阵,应用自由矩阵积分不等式的方法计算系统的时滞稳定裕度,通过与文献对比证明该方法的优越性,并通过Simulink仿真验证结果的有效性。(3)多机电力系统建模与时滞稳定性分析。为更准确的模拟实际电力系统工作情况,以多机系统为研究对象,分别考虑其存在单时滞、多时滞、同时存在多时滞与不确定参数的情况,应用不同的时滞相关稳定性分析方法分析其时滞稳定性。分别对存在单时滞和多时滞的多机系统进行Simulink仿真,验证了本文方法的适用性。考虑到发电机励磁放大系数中存在的不确定性参数对时滞电力系统稳定性的影响,应用一种含不确定参数的积分不等式方法,计算其时滞稳定裕度。数值结果表明本文所应用的方法对评估含多种参数不确定性的时滞电力系统具有一定的有效性。
【图文】：

框图,广域测量,系统结构,框图

图 2-2 广域测量系统结构框图 2-1 安装在变电站和发电厂中的 PMU 所采集的数变电站（变压器）发电厂（发、低压侧三相电压幅值和相角三相电压幅值、低压侧三相电流幅值和相角三相电流幅值变电站各出线功率发电机有功、与运行方式相关的开关量与运行方式相关频率频率励磁电转速单机功 PMU 与控制中心的联接方式，其主要目的

单元结构

图 2-3 单元结构控制中心制中心是整个广域测量系统的“大脑”，其主要工作是接收经由通各站厂 PMU 采集的数据（包括三相电压、三相电流、相角、功率、励磁电压等），经过一定的处理将数据存储在数据库中，以便数、动态实时监测、历史查询等功能，还配备统一的时标广播、通信，，数据采集单元远程控制等管理功能。控制中心的结构主要由客视子系统）、实时数据服务器和能量管理系统（EMS）接口三部分之间也是通过专用的高性能局域网联接，如图 2-4 所示。
【学位授予单位】：湖南工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TM712

【参考文献】