采用BP神经网络求解CUEP的实用计算

主导不稳定平衡点(Controlling Unstable Equilibrium Point,CUEP)的计算在电力系统暂态稳定分析直接法中具有重要意义。提出一种计算CUEP的新的实用算法:由系统受扰后各切除时刻状态及达到稳态后系统状态可分别作为输入和输出样本,训练BP神经网络;基于Thévenin定理及转矩-滑差曲线以及转子暂态特性,估算出等值系统中负荷母线发生三相短路故障下的极限切除时间,并以此作为大扰动故障临界切除依据,输入训练好的人工神经网络即可输出CUEP。数值仿真采用IEEE-39节点系统来构造算例,以C#.NET2010为编程语言,与时域仿真法对比证明了该方法的有效性及较高的精度。该方法无需牛顿法迭代计算、节省机时、误差小,具有一定的实用价值。

New method for computing unstable equilibrium points of power systems with induction motors

The computation of the unstable equilibrium point(UEP) is a key step involved in stability region estimation of nonlinear dynamic systems.A new continuation-based method to compute the UEPs of a power system with induction motors is proposed.The mechanical torques of motors are changed to form a parameterized equation set.Then the solution curve of the equation set is traced by the continuation method from the stable equilibrium point to a UEP.The direction of mechanical torque change is varied to get multiple UEPs.The obtained UEPs are mostly type-1.Then fast assessment of induction motor stability is studied by approximating the stable manifolds of the UEPs.The method is tested in several systems and satisfactory results are obtained.

暂态功角稳定不稳定平衡点类型和临界割集数量的对应关系

电力系统暂态功角失稳模式同相关不稳定平衡点密切相关。鉴于电力系统失去暂态功角稳定时总是伴随着电力网络的某个或某些临界割集上支路角度急剧地、过大地增长,人们已经认识到电力网络中存在临界割集与系统模型中存在不稳定平衡点是等价的,并提出了用于电力系统暂态功角稳定分析的割集稳定准则。为了使人们能够放心地、正确地运用与临界割集相关的稳定准则,本文以电力系统结构保留模型为基础,从理论上推导出暂态功角稳定不稳定平衡点为i型的当且仅当事故后电力扩展网络中存在i个临界割集。利用上述结论,可以很容易地将割集稳定准则应用于多群失稳的情况,以消除原准则的保守性。

考虑负荷动态模型的暂态电压稳定快速判断方法

提出一种负荷采用三阶感应电动机并联恒阻抗动态模型时系统暂态电压稳定快速判断的方法。针对采用牛顿法求取故障后系统主导不稳定平衡点(controlling unstable equilibrium point,CUEP)存在的初值选取难题,提出一种实用但不失严谨的解决方案:通过识别给定故障的主导负荷母线,对主导负荷母线以外系统由故障后稳定平衡点处的状态进行戴维南等值,对负荷中感应电动机部分采用其稳态等值电路,再由感应电动机的转矩特性求得CUEP附近的一个点作为近似的CUEP,以此为迭代初值可靠求得CUEP;采用二阶正规型来近似CUEP的稳定流形的方法求得近似的局部吸引域边界;由仿真得到故障清除时刻系统的状态并根据该状态是否位于吸引域内判断系统的暂态电压稳定性。文中推导出了该方法的系统数学模型的一般化描述,并通过对一个5节点系统和IEEE-9节点系统的计算结果验证了该方法的正确有效和良好精度。

电力系统电压稳定性的平衡点分析方法

有载分接开关(OLTC)的调节特性和负荷特性对电力系统电压稳定性具有极大的影响。OLTC的负调压作用可能在负荷失稳之前发生,也可能在负荷失稳之后发生。文章通过分析系统平衡点研究了OLTC和负荷对电力系统电压稳定性的影响,指出电压失稳模式与系统不稳定平衡点的模式有关,因此,可以根据系统不稳定平衡点的不稳定流形判断系统电压的失稳模式。最后以一个简单电力系统为例,分析了系统参数变化对电压稳定性的影响。

混沌系统不稳定平衡点的镇定及其在蔡氏电路中的应用(英文)

基于混沌系统的遍历性和状态PI调节器理论 ,提出一类混沌系统不稳定平衡点的镇定和设定点跟踪新方法 ,给出用于控制器参数设计的Lyapunov矩阵不等式 .对于分段线性混沌系统 ,如蔡氏电路 ,可通过控制理论中的极点配置技术来设计控制器参数 .该方法对系统参数变化具有很强的鲁棒性 ,能够消除外部定值扰动 .将该方法用于蔡氏混沌电路不稳定平衡点的镇定 ,取得了满意的结果 .

基于脆弱割集选择紧急控制地点的灵敏度分析方法

紧急控制是维持大扰动下电力系统稳定运行的重要手段。选择有效的控制地点是一个重要问题,提出了一种基于脆弱割集来选择紧急控制地点的方法。首先引入电压校正方法,使割集脆弱性指标能够反映故障轨迹,从而更为准确地筛选脆弱割集,然后根据基于割集的灵敏度分析方法选择紧急切机和切负荷的地点。暂态功角失稳引起脆弱割集支路的相角差或功率增大,而紧急功率控制可抑制这种增长。因此割集支路功率对于发电机母线或负荷母线功率的灵敏度,能够反映紧急切机或切负荷控制地点的有效性。基于南方电网模型的故障分析表明,该方法实用有效,可应用于大型电力系统。

Arneodo混沌系统的控制

研究了Arneodo混沌系统的控制问题,利用常微分方程定性理论方法证明了混沌系统将渐进收敛到平衡点或周期解.当式中参数分别取u0=-5·5,u1=3·5,u2=1,u=-1时,根据Routh-Hurwitz定理得到当反馈系数k<-2·143时该混沌系统将逐渐收敛到不稳定的平衡点.通过Hopf定理说明了当反馈系数k满足-2·143<k<-1·444时该混沌系统将逐渐稳定到周期解.最后利用数值仿真验证了其正确性.

一种寻找正确相关不稳定平衡点的基准方法

在电力系统暂态稳定性分析的能量函数方法中，求解正确的相关不稳定平衡点是这类方法中十分关键的一步.为此，提出一种方法作为评价不同ConrtrollingUEP求解方法可靠性的工具，可在能量函数方法的发展过程中发挥作用.

直接暂态稳定分析综合法

本文分析比较了直接暂态稳定分析的三种常用方法,即扩展等面积准则法、势能边界面法和相关不稳定平衡点法的计算假定及其对计算精度可能带来的影响,指出了这三种方法之间具有优缺点互补的特点。据此,提出了综合这三种方法进行直接暂态稳定分析的综合法。由于该方法具有容错性能,可靠性较高,且增加的计算时间不多,因而有较大的实用价值。

基于伴随系统理论的电力系统主导不稳定平衡点求解方法

提出了一种基于伴随系统理论的电力系统主导不稳定平衡点的求解方法。对于一大类非线性自治动力系统,可以构造原系统的伴随系统, 该伴随系统是一个梯度系统,原始系统的所有平衡点都是伴随系统的渐近稳定平衡点,并且每一稳定平衡点存在解析形式的 Lyapunov函数。通过研究故障中轨迹在伴随系统中的势能变化, 可求得一个沿故障中轨迹分布的不稳定平衡点的集合, 进而采用切平面筛选法可以快速求解与故障中轨迹相关的主导不稳定平衡点。该方法不仅具有概念清楚、计算步骤简洁等优点, 而且不依赖于系统能量函数的存在性, 因而较以往的方法更具通用性。通过对 IEEE 39 节点电力系统的实际仿真结果表明, 该方法可以快速准确地求解电力系统的主导不稳定平衡点。

暂态电压失稳模式的主导不稳定平衡点计算

构建了负荷采用三阶感应电动机并联恒阻抗动态模型时电力系统暂态电压稳定分析的数学模型.针对采用牛顿法求取故障后系统电压失稳模式的主导不稳定平衡点(CUEP)存在的初值确定难题,提出了一种实用的解决方案:通过判别给定故障的主导负荷母线,对主导负荷母线以外系统由故障后稳定平衡点处的状态进行戴维南等值,对负荷中感应电动机部分采用其稳态等值电路,再由感应电动机的转矩特性求得CUEP附近的一个点作为迭代初值,以计算CUEP.文中还给出了如何得到更接近CUEP的迭代初值以便更可靠地求得CUEP的方法.IEEE 9节点和39节点系统的计算结果证明该方法可靠有效.

电力系统暂态安全的观测与控制

电力系统的暂态安全问题主要是由大扰动引起的。暂态安全防御需要对大扰动引起的功角失稳进行有效的观测和控制。本文分析了紧急状态下电力系统的运动特征,并为观测和控制的配置提出了秩判据。提出了基于主导不稳定平衡点和临界割集的能观性与能控性分析方法,用于定量分析不同的地点对于故障失稳的不同的观测和控制效果。最后以10机39节点新英格兰系统为例选择了观测和控制的地点。这为设计电力系统的暂态安全防御奠定了基础。

基于状态反馈和参数调整稳定混沌系统的不稳定平衡点

针对OGY方法需要预先找到系统的一个可调参数的不足,基于状态反馈和参数调整,提出了稳定混沌系统不稳定平衡点的一种简单控制方法.根据线性控制理论选择控制参数,并研究了设计控制参数的准则.该方法不需系统的动力学知识,也不需要系统内部的任何控制参数.仿真结果验证了该方法的有效性.*

一个新混沌系统的镇定

研究一个新混沌系统的不稳定平衡点的镇定问题。当参数已知时,根据Lyapunov稳定性理论,分别设计了合适的非线性反馈控制器和线性控制器,使受控的新混沌系统期望镇定的任一不稳定平衡点全局指数稳定;当参数未知时,利用自适应策略,构造了相应的控制器使受控系统期望镇定的任一不稳定平衡点渐近稳定。数值仿真结果表明,这些控制方法是有效的。

简单电力系统暂态电压稳定的直接分析法

对综合负荷采用三阶感应电动机并联恒阻抗动态模型,构建了简单电力系统暂态电压稳定分析的微分代数方程组(DAE)模型,并采用非线性动力系统理论计算系统故障后稳定平衡点的吸引域。针对采用牛顿法求取系统不稳定平衡点碰到的初值选取问题,通过对综合负荷感应电动机部分采用其稳态等值电路来求得不稳定平衡点;并采用将非线性系统化为规范型线性系统的方法求得系统故障后稳定平衡点的吸引域边界;进而只须仿真得到故障切除时刻系统的状态即可判断系统能否保持电压稳定。通过与系统全故障过程仿真结果的比较验证了本文方法的正确性。

不稳定平衡点与暂态稳定性

本文是文献［１］的续篇。通过对多机电力系统作具体分析研究，笔者发现不稳定平衡点数只与发电机的台数相同，而不同于文献［２］所说的点数，并还发现在某些情况下可能还要作第二次摇摆暂态稳定性的验算，本文给出了验算方法。

一个新混沌系统不稳定平衡点的镇定

用线性反馈控制和自适应控制方法研究了一个新的混沌系统不稳定平衡点的镇定问题.当系统参数已知时,借助系统在平衡点附近的线性化模型,利用状态线性反馈控制器可以镇定系统所有的平衡点;当参数未知时,利用自适应控制策略,可以把系统镇定到期望的不稳定平衡点.利用Lyapunov函数和LaSalle不变原理对结论给予了严格证明,并用数值仿真说明了这种方法的有效性.

电力系统暂态稳定分析的能量函数法

介绍暂态能量函数法（ＴＥＦ）的一种新型解算方法，其运算速度、数值鲁棒性、适用问题大小及模型多样性方面可以满足生产实际的需要。这种方法具有以下两个主要特点：使用网络结构保持模型，充分利用稀疏矩阵法。其基础是主导不稳定平衡点的求解、自动变阶变步长积分法及主导不稳定平衡点的新求法。用本方法编制的程序通过ＥＰＲＩ６机试验系统的求解得到了满意的结果。

具有正弦、余弦、正切鉴相特性的一类三阶锁相环路方程的定性分析

本文对采用理想积分滤波器和RC积分滤波器得到正弦、余弦、正切鉴相特性三阶锁相环路方程，运用首次近似方法，对等价系统判定平衡点渐近稳定、不稳定及拓扑结构，运用Liapunov函数研究渐近稳定的吸引域，进而提供所论环路方程有失锁点。