非线性电力系统模型经验Gramian平衡降阶
本文选题:电力系统 + 非线性系统 ; 参考:《电力自动化设备》2014年09期
【摘要】:为解决多机非线性动态电力系统模型应用中存在的计算复杂、维数高的问题,提出经验Gramian平衡降阶方法,即将高阶非线性电力系统动态模型投影到一个低维子空间以获得其降阶模型,且降阶模型能够保留原非线性系统输入输出动态行为。其实现过程:形成非线性电力系统动态模型,通过仿真样本和经验数据样本得到经验可控Gramian矩阵和经验可观Gramian矩阵;利用得到的Gramian矩阵,计算平衡变换矩阵T,从而得到原系统的平衡系统;获得平衡系统的经验可控Gramian矩阵和经验可观Gramian矩阵,并进行奇异值分解,得到Hankel奇异值;根据Hankel奇异值大小的分布确定低维子空间的维数,得到非线性电力系统的降阶模型。以某实际20机非线性电力系统模型为例进行降阶仿真,仿真结果表明,降阶系统模型在保留原系统稳定性和输入输出动态行为的前提下,其阶数由原系统的120阶降到50阶,验证了经验Gramian平衡降阶方法在非线性电力系统模型降阶中的有效性。
[Abstract]:In order to solve the problem of complex calculation and high dimension in the application of multi-machine nonlinear dynamic power system model, an empirical Gramian equilibrium reduction method is proposed. The high-order nonlinear power system dynamic model is projected to a low-dimensional subspace to obtain its reduced order model, and the reduced-order model can preserve the input and output dynamic behavior of the original nonlinear system. The realization process is as follows: the dynamic model of nonlinear power system is formed, the experiential controllable Gramian matrix and the experiential observable Gramian matrix are obtained through the simulation samples and the empirical data samples, the Gramian matrix is obtained, The equilibrium system of the original system is obtained by calculating the equilibrium transformation matrix T, and the experiential controllable Gramian matrix and the experiential observable Gramian matrix of the equilibrium system are obtained, and the singular value of Hankel is obtained by singular value decomposition. According to the distribution of Hankel singular value, the dimension of low dimensional subspace is determined, and the reduced order model of nonlinear power system is obtained. A practical 20 machine nonlinear power system model is taken as an example. The simulation results show that the order of the reduced-order system model is reduced from 120 to 50 orders under the premise of preserving the stability of the original system and the dynamic behavior of the input and output. The effectiveness of empirical Gramian equilibrium reduction method in nonlinear power system model reduction is verified.
【作者单位】: 华北电力大学新能源电力系统国家重点实验室;
【基金】:国家自然科学基金资助项目(51077053,51277074)~~
【分类号】:TM711
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,本文编号:1921432
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