基于廣義特征值的時(shí)滯穩(wěn)定上限計(jì)算系統(tǒng)及其計(jì)算方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了電力系統(tǒng)穩(wěn)定分析【技術(shù)領(lǐng)域】中的一種基于廣義特征值的時(shí)滯穩(wěn)定上限計(jì)算系統(tǒng)及其計(jì)算方法。系統(tǒng)包括順序相連的數(shù)據(jù)采集模塊、時(shí)滯系統(tǒng)處理模塊、時(shí)滯上限求解模塊和結(jié)果輸出模塊；方法包括：采集建立時(shí)滯系統(tǒng)狀態(tài)方程所需的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)參數(shù)、發(fā)電機(jī)頻率和發(fā)電機(jī)功角；建立時(shí)滯系統(tǒng)狀態(tài)方程，并對(duì)時(shí)滯系統(tǒng)狀態(tài)方程中的參數(shù)矩陣進(jìn)行降階處理，得到降階后的時(shí)滯系統(tǒng)狀態(tài)方程；生成基于改進(jìn)自由權(quán)矩陣的時(shí)滯穩(wěn)定判據(jù)；利用時(shí)滯穩(wěn)定判據(jù)求解時(shí)滯穩(wěn)定上限。本發(fā)明能夠有效降低時(shí)滯穩(wěn)定上限計(jì)算過程中的保守性，具有很好的正確性和有效性。
【專利說明】基于廣義特征值的時(shí)滯穩(wěn)定上限計(jì)算系統(tǒng)及其計(jì)算方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)穩(wěn)定分析【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種基于廣義特征值的
[0002]時(shí)滯穩(wěn)定上限計(jì)算系統(tǒng)及其計(jì)算方法。
【背景技術(shù)】
[0003]基于廣域信息的反饋控制器的設(shè)計(jì)存在時(shí)滯問題，而這必然會(huì)造成控制器的控制效果降低，甚至出現(xiàn)負(fù)阻尼的情況。因此，迫切需要對(duì)系統(tǒng)的時(shí)滯穩(wěn)定上限進(jìn)行研究。
[0004]目前國(guó)內(nèi)外學(xué)者在系統(tǒng)時(shí)滯穩(wěn)定上限的研究方面取得了大量有益成果，主要可以分為3類:時(shí)域法、頻域法和直接法。時(shí)域法可判定系統(tǒng)在特定場(chǎng)景下是否穩(wěn)定，但在穩(wěn)定程度、時(shí)滯穩(wěn)定上限等信息的獲取方面還需要進(jìn)一步研究。頻域法通過在實(shí)數(shù)空間中搜索時(shí)滯系統(tǒng)的關(guān)鍵特征根，能夠在一定程度上揭示時(shí)滯系統(tǒng)變化規(guī)律，但計(jì)算量較大，求解速度有待提升。直接法借助Lyapunov理論和線性矩陣不等式(Linear MatrixInequality，LMI)技術(shù)，可同時(shí)考慮時(shí)滯的隨機(jī)變動(dòng)、存在切換環(huán)節(jié)等情況，適用范圍更為廣泛，但該方法具有一定的保守性。
[0005]針對(duì)以上問題，本發(fā)明提出一種基于廣義特征值的時(shí)滯穩(wěn)定上限計(jì)算系統(tǒng)及其計(jì)算方法。本發(fā)明從電力系統(tǒng)實(shí)際出發(fā)，能夠有效解決直接法求解時(shí)滯上限過程中保守性較高的問題。首先利用讀入的廣域信號(hào)數(shù)據(jù)建立時(shí)滯系統(tǒng)狀態(tài)方程，并在有效保留系統(tǒng)中低頻振蕩成分的基礎(chǔ)上降階系統(tǒng)。其次，該發(fā)明形成基于改進(jìn)自由權(quán)矩陣的時(shí)滯穩(wěn)定判據(jù)，在此基礎(chǔ)上，將時(shí)滯穩(wěn)定判據(jù)等價(jià)變換，利用廣義特征值法求解系統(tǒng)的時(shí)滯穩(wěn)定上限。基于IEEE4機(jī)11節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)和IEEE16機(jī)68節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)仿真表明，本發(fā)明可以較好的降低傳統(tǒng)方法的保守性，具有很好的有效性和正確性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于，提供一種基于廣義特征值的時(shí)滯穩(wěn)定上限計(jì)算系統(tǒng)及其計(jì)算方法，用于解決直接法求解時(shí)滯上限過程中保守性較高的問題。
[0007]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出的技術(shù)方案是，一種基于廣義特征值的時(shí)滯穩(wěn)定上限計(jì)算系統(tǒng)，其特征是所述系統(tǒng)包括順序相連的數(shù)據(jù)采集模塊、時(shí)滯系統(tǒng)處理模塊、時(shí)滯上限求解模塊和結(jié)果輸出模塊；
[0008]所述數(shù)據(jù)采集模塊用于采集建立時(shí)滯系統(tǒng)狀態(tài)方程所需的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)參數(shù)、發(fā)電機(jī)頻率和發(fā)電機(jī)功角，并將采集的數(shù)據(jù)發(fā)送至?xí)r滯系統(tǒng)處理模塊；
[0009]所述時(shí)滯系統(tǒng)處理模塊用于建立時(shí)滯系統(tǒng)狀態(tài)方程，并對(duì)時(shí)滯系統(tǒng)狀態(tài)方程中的參數(shù)矩陣進(jìn)行降階處理；
[0010]所述時(shí)滯上限求解模塊用于生成基于改進(jìn)自由權(quán)矩陣的時(shí)滯穩(wěn)定判據(jù)，并利用時(shí)滯穩(wěn)定判據(jù)求解時(shí)滯穩(wěn)定上限；
[0011]所述結(jié)果輸出模塊用于輸出時(shí)滯穩(wěn)定上限結(jié)果。
[0012]一種基于廣義特征值的時(shí)滯穩(wěn)定上限計(jì)算方法，其特征是所述方法包括:[0013]步驟1:采集建立時(shí)滯系統(tǒng)狀態(tài)方程所需的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)參數(shù)、發(fā)電機(jī)頻率和發(fā)電機(jī)功角；
[0014]步驟2:建立時(shí)滯系統(tǒng)狀態(tài)方程，并對(duì)時(shí)滯系統(tǒng)狀態(tài)方程中的參數(shù)矩陣進(jìn)行降階處理，得到降階后的時(shí)滯系統(tǒng)狀態(tài)方程；
[0015]步驟3:生成基于改進(jìn)自由權(quán)矩陣的時(shí)滯穩(wěn)定判據(jù)；
[0016]步驟4:利用時(shí)滯穩(wěn)定判據(jù)求解時(shí)滯穩(wěn)定上限。
[0017]所述降階后的時(shí)滯系統(tǒng)狀態(tài)方程為
【權(quán)利要求】
1.一種基于廣義特征值的時(shí)滯穩(wěn)定上限計(jì)算系統(tǒng)，其特征是所述系統(tǒng)包括順序相連的數(shù)據(jù)采集模塊、時(shí)滯系統(tǒng)處理模塊、時(shí)滯上限求解模塊和結(jié)果輸出模塊； 所述數(shù)據(jù)采集模塊用于采集建立時(shí)滯系統(tǒng)狀態(tài)方程所需的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)參數(shù)、發(fā)電機(jī)頻率和發(fā)電機(jī)功角，并將采集的數(shù)據(jù)發(fā)送至?xí)r滯系統(tǒng)處理模塊； 所述時(shí)滯系統(tǒng)處理模塊用于建立時(shí)滯系統(tǒng)狀態(tài)方程，并對(duì)時(shí)滯系統(tǒng)狀態(tài)方程中的參數(shù)矩陣進(jìn)行降階處理； 所述時(shí)滯上限求解模塊用于生成基于改進(jìn)自由權(quán)矩陣的時(shí)滯穩(wěn)定判據(jù)，并利用時(shí)滯穩(wěn)定判據(jù)求解時(shí)滯穩(wěn)定上限； 所述結(jié)果輸出模塊用于輸出時(shí)滯穩(wěn)定上限結(jié)果。
2.一種基于廣義特征值的時(shí)滯穩(wěn)定上限計(jì)算方法，其特征是所述方法包括: 步驟1:采集建立時(shí)滯系統(tǒng)狀態(tài)方程所需的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)參數(shù)、發(fā)電機(jī)頻率和發(fā)電機(jī)功角；步驟2:建立時(shí)滯系統(tǒng)狀態(tài)方程，并對(duì)時(shí)滯系統(tǒng)狀態(tài)方程中的參數(shù)矩陣進(jìn)行降階處理，得到降階后的時(shí)滯系統(tǒng)狀態(tài)方程； 步驟3:生成基于改進(jìn)自由權(quán)矩陣的時(shí)滯穩(wěn)定判據(jù)； 步驟4:利用時(shí)滯穩(wěn)定判據(jù)求解時(shí)滯穩(wěn)定上限。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的計(jì)算方法，其特征是所述降階后的時(shí)滯系統(tǒng)狀態(tài)方程為
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的計(jì)算方法，其特征是所述基于改進(jìn)自由權(quán)矩陣的時(shí)滯穩(wěn)定判據(jù)為:
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的計(jì)算方法，其特征是所述利用時(shí)滯穩(wěn)定判據(jù)求解時(shí)滯穩(wěn)定上限包括: 子步驟Al:將時(shí)滯穩(wěn)定判據(jù)等價(jià)變換為
【文檔編號(hào)】G06F19/00GK103838965SQ201410067208
【公開日】2014年6月4日 申請(qǐng)日期:2014年2月26日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月26日
【發(fā)明者】馬靜, 李俊臣, 高翔, 丁秀香, 王增平 申請(qǐng)人:華北電力大學(xué)