两输入两输出系统回路时滞裕度的频域计算方法

为更加方便准确地得到时滞裕度,针对两输入两输出系统提出回路时滞裕度的频域计算方法。通过求解规则几何图形的交点计算时滞稳定边界,利用范数不等式给出频率范围估算方法,从而减小计算量;在估计区域内计算所有时滞稳定边界,通过作图确定时滞裕度。仿真算例表明,该方法计算简便,同时适用于时滞系统和高阶系统时滞裕度的确定。

电力系统时滞稳定裕度求解方法

时滞稳定裕度定义为一个系统在保证小扰动稳定的前提下系统可承受的最大延时值。确定电力系统的时滞稳定裕度对于合理利用相量测量装置/广域测量系统数据、设计广域稳定控制器具有重要意义。文中介绍了一种求解动力系统时滞稳定裕度的有效方法,它首先利用Rekasius变换,将时滞系统的特征方程由一个超越方程变换为普通多项式,并保证在临界特征值处Rekasius变换前后方程完全等效;进一步利用Routh判据确定时滞系统的临界特征值和相应的特征频率;最后借助单机无穷大系统验证了该方法的有效性。计算中发现:当负载和励磁放大系数增大时,单机无穷大系统的时滞稳定裕度会降低;而发电机的阻尼系数对系统时滞稳定裕度的影响则较为复杂,需要进一步加以研究。

单时滞电力系统时滞稳定裕度的简便求解方法

时滞稳定裕度定义为在保证小扰动稳定的前提下系统可承受的最大延时值。确定电力系统的时滞稳定裕度对于合理利用广域测量系统数据、评估广域控制效果具有重要意义。文中介绍了单时滞电力系统的数学模型;提出一种求解单时滞电力系统时滞稳定裕度的简便方法,该方法在虚轴上将特征方程转化为多项式方程求解系统的纯虚特征根,无需任何中间的变量代换,可以有效求解单时滞电力系统的时滞稳定裕度;用该方法对一个单机无穷大系统进行时滞稳定裕度研究,得到了典型运行方式下的时滞稳定裕度,并研究了励磁系统参数变化对时滞稳定裕度的影响;对结果进行了时域仿真验证,验证了该方法的准确性。

一种电力系统时滞稳定裕度的简便求解方法

在保证小扰动稳定前提下,电力系统可承受的最大时滞称为时滞稳定裕度。给出了一种快速求解时滞稳定裕度的有效方法,它通过在有限区间内追踪一组复矩阵的特征轨迹来确定位于虚轴上的系统关键特征值,进而确定其时滞稳定裕度。该方法不对时滞系统特征方程超越项进行任何形式变换,适用于大规模时滞系统稳定裕度的求解。最后借助单机无穷大系统和WSCC-3机9节点系统,对单一和双时滞情况下的系统时滞稳定裕度进行了分析,验证了该方法的有效性。

2种实际约束下的电力系统时滞稳定裕度

将满足如下2种约束时电力系统所能承受的最大时滞称为实用时滞稳定裕度(PDM):全部特征值实部小于给定值;全部特征值对应的阻尼因子大于给定常数。给出了一种求解电力系统PDM的简便方法,通过在有限区间内追踪一组复矩阵的特征轨迹以确定上述2种约束下的系统关键特征值及其PDM。最后借助单机无穷大系统和WSCC-3机9节点系统,对单一和双时滞情况下的系统PDM进行了分析,并与线性矩阵不等式(LMI)方法进行了比较,验证了该方法的有效性和计算效率。

基于时滞稳定裕度的柔性直流系统高频稳定性分析

近年来,长链路延时导致的高频振荡现象在实际柔性直流输电系统工程中频繁发生。为了探究高频振荡的产生机理及影响因素,从时滞系统小扰动稳定性的角度研究柔性直流输电系统的高频稳定性,推导建立了考虑延时的柔性直流输电系统数学模型,利用Rekasius变换直接精确求取了系统的时滞稳定裕度。基于系统的时滞稳定裕度,定量分析了内环电流和锁相环参数以及有功、无功功率变化对柔性直流输电系统高频稳定性的影响。最后,利用电磁暂态仿真模型验证了理论分析的正确性。

时变时滞电力系统鲁棒稳定性的改进型判据

针对基于直接法分析电力系统时滞稳定结果存在保守性的问题,构造新型Lyapunov泛函,得到改进的鲁棒稳定性判据,所得结果去除了现有结果对时变时滞可微性及导数的限制,降低了结果的保守性。此外,这些由线性矩阵不等式形式给出的稳定性判据,可通过线性矩阵不等式工具箱进行求解。最后,以单机无穷大系统和WSCC 3机9节点系统为例,计算系统的时滞稳定裕度,仿真结果表明所提方法的有效性和实用性。

基于Wirtinger不等式的时变时滞电力系统稳定性分析

针对广域电力系统中量测时滞对系统运行产生的严重影响,研究此类系统的稳定性问题。基于Lyapunov稳定性理论,构造新型的泛函。在导数解析过程中对积分项进行分段处理,避免了缩放性误差,再采用Wirtinger不等式来减小系统保守性。同时考虑了系统状态变量积分的影响,得到了保守性较低的保证时滞电力系统稳定的判据,并进一步推广到电力系统受到扰动时的情形。通过典型二阶系统、单机无穷大系统与四机十一节点系统进行仿真分析,验证了该方法的有效性。

多区域时滞电力系统稳定判据的优化

在大规模互联电力系统进行全网动态分析与控制的过程中,通信时滞的存在易导致动力系统产生控制设备失效、系统性能恶化及失稳等现象.而现有时滞系统稳定判据的研究多基于Lyapunov分析方法,研究过程中需采用不等式放缩及构造Lyapunov泛函,使得稳定判据具有较高保守性,增加了系统的控制成本.针对这一问题,本文以多区域时滞电力系统为研究对象,通过引入Wirtinger不等式优化稳定判据推导过程和构造新的Lyapunov泛函两种方式,降低系统稳定判据的保守性.最后,利用典型的二阶时滞系统和两区域负荷频率控制系统,验证了本文算法的正确性和有效性.

广域测量时变时滞电力系统鲁棒稳定性的新判据

针对某一增广的Lyapunov-Krasovskii函数,利用二阶Bessel-Legendre不等式和改进的逆凸不等式方法导出了稳定性判据,并在求导过程中对改进的广义Lyapunov-Krasovskii函数的积分项进行分段处理,避免缩放性误差。通过单机无穷大系统进行实例仿真,得出系统时滞稳定裕度的计算结果,由此实现了对这一方法有效性与可行性的成功验证。

考虑控制时滞的构网型逆变器稳定性分析

构网型控制能够为系统提供惯量支撑,提高系统稳定性,然而构网型控制依托于数字控制技术,存在控制时滞问题,会对系统稳定性造成一定影响。首先建立考虑控制时滞的构网型逆变器系统的状态空间模型,然后构造L-K(Lyapunov-Kra-sovskii)泛函,基于二阶Bessel-Legendre不等式处理L-K泛函求导过程中所产生的积分项,利用Lyapunov稳定性定理得到保守性更低的时滞稳定判据,进而通过线性矩阵不等式求解系统的时滞稳定裕度。仿真结果验证了方法求解时滞稳定裕度的正确性和有效性,且相较于其他方法具备更低的保守性,并进一步分析了控制参数对于无时滞系统和时滞系统稳定性的影响,给出了提高构网型逆变器系统时滞稳定性的措施。