考虑连锁故障的多工况电力系统功角稳定性分析

针对连锁故障引发系统大停电等安全稳定问题,提出一种考虑连锁故障的多工况电力系统功角稳定性分析方法。首先,计及保护/断路器不确定动作、系统硬件失效等随机事件,确定基于潮流转移理论的系统运行工况,并计算各工况间转移概率矩阵。然后,建立了考虑连锁故障的离散Markov多工况电力系统模型,并构造了含有该模型的李雅普诺夫函数。在此基础上,使用迭代法推导了满足干扰衰减度γ的鲁棒随机稳定性判据,并借助线性矩阵不等式(linear matrix inequalities,LMI)中的可行性问题,分析系统稳定性。IEEE16机68节点系统时域仿真结果表明该方法能够有效判别电力系统多工况变化时的功角稳定性,与时域仿真法相比,无需获取系统运行轨迹,且计算量较小,简单易实现。     

基于离散Markov理论的电力系统跳变时滞稳定性分析

提出了一种基于离散Markov理论的电力系统跳变时滞稳定性分析方法。首先建立了一类考虑Markov转移概率密度矩阵的Lyapunov-Krasovskii泛函,并求解该泛函沿系统的导函数,然后,在该导函数中加入由Newton-Leibniz公式构造的松散项,以降低保守性,在此基础上,构造一组线性矩阵不等式,并利用广义特征值求解电力系统在运行方式调整、运行参数变化以及负荷功率波动等跳变工况下,所能承受的最大时滞。IEEE 16机68节点系统的时域仿真结果均验证了该方法在考虑电力系统跳变特性的情况下,求解电力系统时滞稳定上限的正确性及有效性。     

基于积分不等式多时滞电力系统的改进稳定判据

针对互联的广域电力系统,考虑多条回路存在传输时滞,建立多时滞电力系统模型,然后构造更优的Lyapunov-Krasovskii泛函,利用辅助函数积分不等式界定泛函导数中的积分项,推导得出多时滞系统的稳定判据。新构造的泛函和辅助函数积分不等式引入了多时滞系统更多的边界信息,获得了更加自由的求解空间,减小了积分界定过程中带来的误差。最后,借助MATLAB软件中的线性矩阵不等式工具箱,应用多种稳定判据分别仿真计算典型二阶时滞系统、单机无穷大系统以及WSCC 3机9节点系统的时滞稳定性。仿真结果表明,文中所提出的稳定判据能得到比已有文献保守性更小的结果,并揭示了系统多个时滞稳定区间,能够更加准确地反映多时滞电力系统的稳定性。     

考虑电力系统跳变特性的时滞稳定控制策略

电力系统运行状态及参数发生跳变时,系统可能由于仍采用跳变前的时滞控制策略而失稳。针对该问题,提出了基于离散Markov理论的时滞稳定控制策略。首先将基于自由权矩阵的牛顿-莱布尼兹公式与考虑Markov跳变的时滞系统模型引入至Lyapunov-Krasovskii泛函的微分方程中,构造考虑电力系统跳变特性的非线性最小化时滞控制器,在此基础上,利用Schur补对控制算法中的非线性项进行解耦,并将含有非线性项的矩阵不等式转化为标准线性矩阵不等式,从而避免因迭代产生的求解效率低等问题。IEEE 16机68节点系统的时域仿真结果验证了该控制器在电力系统发生跳变前后,均能有效阻尼区间振荡,并可保证跳变后的系统不受跳变前时滞控制策略的影响而失稳;与未考虑跳变的时滞控制方法相比,该方法具有更好的控制效果。     

基于连续马尔可夫模型的时变电力系统自适应控制策略

针对风电机组出力波动等时变因素导致电力系统运行工况变化较大的问题,提出了一种基于连续马尔可夫(Markov)模型的时变电力系统自适应控制策略。首先,构建含连续Markov时变电力系统模型的Lyapunov泛函,利用Dynkin引理,推导出具有H∞范数界γ的鲁棒随机稳定性定理。在此基础上,利用Schur补引理,考虑系统各子工况下稳态方差约束,推导出满足干扰衰减度γ和最小方差约束的鲁棒随机稳定线性矩阵不等式(LMI),并将该LMI转化为线性目标函数的最小化问题求解各子控制器。然后,利用随机梯度法辨识系统工况,确定各子控制器加权系数,构造自适应控制策略。时域仿真表明,该控制策略有效避免了固定故障集无法与当前工况合理匹配的问题。     

考虑离散马尔可夫模型的多工况电力系统自适应控制策略

针对连锁故障导致电力系统运行工况变化较大的问题,提出一种考虑离散马尔可夫模型(Markov)的多工况电力系统自适应控制策略。首先,建立考虑电力系统多工况因素的离散Markov系统模型,构造含该模型的Lyapunov泛函,并利用迭代法推导满足干扰衰减度的鲁棒随机稳定判据。在此基础上,利用Schur补引理,获取满足H?范数界的线性矩阵不等式(linear matrix inequality,LMI),并结合系统各子工况最小方差约束,设计满足最小方差约束的鲁棒随机稳定控制器。然后,利用线性目标函数的最小化问题求解各子工况匹配控制器,利用随机梯度在线辨识方法确定子工况对应加权系数,实现自适应加权控制。时域仿真结果表明该策略具有良好的控制效果,有效解决了固定故障集无法与当前工况合理匹配的难题。     

基于模式参与因子的电力系统动态稳定性分析

基于电力系统动态分析的微分代数模型,提出一种动态稳定性分析和失稳类型判别方法。利用带预测-校正步骤的延拓算法追踪平衡解流形,并采取考虑流形曲率大小的自适应策略控制步长;在计及元件动态特性的基础上,利用小扰动法在每个平衡点分析电力系统的动态稳定性,并用数值摄动法计算状态矩阵;根据状态变量的模式参与因子可方便判断系统的动态失稳类型。利用本文所提方法对新英格兰10机39节点系统进行了仿真分析并与时域仿真进行了比较,所得结果证明了本方法的有效性和实用性。     

计及不确定性的电力系统时域仿真的区间算法

由于模型参数的近似处理和量测误差的存在，电力系统仿真模型参数的数值具有不确定性，特引入区间分析方法来处理电力系统仿真计算中的不确定性问题，并采用区间数来描述模型参数的不确定性，将方程变量取为区间变量。这样，计及不确定性的电力系统时域仿真计算变成了对区间微分方程组的求解，需要采用区间积分方法。文中采用区间泰勒级数法进行区间微分方程组的求解，提出和实现了计及不确定性的电力系统时域仿真的区间方法。该方法只需一次仿真计算，就可以严格分析单个或多个模型参数的不确定性对仿真结果的影响，相比于另一种进行不确定性分析的蒙特卡罗方法，具有计算时间节省的优点。采用WSCC 3机9节点算例系统的计算结果与传统时域仿真的点值法和蒙特卡罗方法的结果比较，也验证了方法的有效性和应用价值。 关键词：；；；；     

负荷随机扰动对电力系统电压稳定性的影响

运用非线性分岔理论与特征分析法对一个经典3节点电力系统的电压稳定性进行了详细分析.通过逐步增大系统参数Q1,求取系统方程平衡点的雅可比矩阵的特征根,结合特征分析法判定系统的稳定性态,得到了系统运行的2个稳定区间.在此基础上考虑负荷的随机性建立了该系统的随机模型--一个4维随机微分方程组,并运用随机欧拉法对该随机微分方程组进行了数值仿真计算.数值结果表明,当系统运行在稳定边界的一个小邻域内时,负荷的随机扰动造成随机的小幅正向或负向累积,使得系统突然失去电压稳定,失稳模式既可能为霍普夫型,也可能为鞍结型.     

基于优化泛函的多时滞广域电力系统稳定性分析

针对大规模互联电力系统中时滞现象对系统稳定运行造成的不可忽略的影响,研究多个时滞影响下广域电力系统的稳定性问题。首先,建立多时滞电力系统模型。其次,构造一种新的包含多时滞积分项相互耦合的增广型Lyapunov-Krasovskii(L-K)泛函,并采用一种新方法,将构造的泛函作为整体判断其正定性,放松了对泛函矩阵正定性的限制。然后,利用基于辅助函数的积分不等式对泛函导数进行估计,得到了具有较小保守性的多时滞电力系统稳定性判据。最后,通过对典型二阶时滞系统、单机无穷大系统以及WSCC 3机9节点系统进行仿真分析,验证了所提方法的优越性。