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。     

基于时滞依赖矩阵泛函的变时滞电力系统稳定性分析

针对大规模互联电力系统中的时滞现象对电力系统稳定运行产生的不可忽略的影响,文中研究区间变时滞影响下电力系统的稳定性问题。首先,充分考虑时滞变化率对电力系统稳定区域的影响,构造一种新的含时滞依赖矩阵的Lyapunov泛函。然后,在解析过程中采用新的积分不等式对时滞分割后的积分项进行处理,得到保守性较小且计算量较少的稳定性判据,扩大了电力系统的稳定运行区域。最后,通过对典型二阶时滞系统、单机无穷大系统、两区四机系统以及负荷频率控制系统进行仿真分析,验证了所提方法的优越性。     

多时滞广域测量电力系统稳定分析与协调控制器设计

根据电力系统存在时滞的差异性,将控制器信号分为本地无时滞控制输入信号和广域异地多时滞控制输入信号两部分,建立了多时滞电力系统的模型。运用Lyapunov-Krasovskii泛函理论推导出了含有时滞分量的线性多时滞电力系统稳定判据,将控制问题转换为线性矩阵不等式的可行性问题,并采用模型降阶方法对原系统进行降阶,实现了含有多个时滞的广域输出反馈控制,并计算出了能够使闭环电力系统稳定的最大时滞时间。讨论了系统稳定判据中时滞分量与广域控制器参数之间的关系,以及对区域间振荡的控制效果。最后以两区域四机系统为例,用时域仿真的结果说明了本文所提出的多时滞控制方法的有效性。     

含积分二次型的电力系统改进时滞稳定判据

在进行电力系统广域控制器设计时,需要科学考虑量测与控制环节时滞的影响。已有的时滞稳定判据多基于Lyapunov稳定性理论得到,具体的方法就是通过构造Lyapunov泛函,然后进行放缩得到充分性条件,由此决定时滞稳定判据必存在一定的保守性,如何有效降低稳定判据的保守性就成为该领域长期关注的一个热点问题。首先在已有Lyapunov函数中引入积分二次型,从而构造了一种新的Lyapunov函数;进一步,借助线性矩阵不等式(LMI)工具推导了相应的改进时滞稳定判据;最后,借助典型二阶时滞系统、单机无穷大时滞电力系统和带有远程反馈控制回路的WSCC 3机9节点电力系统,对所提方法进行了校验分析。算例表明通过引入积分二次型,时滞稳定判据的保守性得到显著降低。     

含扰动参数时滞电力系统鲁棒稳定性分析

现代电力系统的传输信号存在的时滞,可能会导致系统控制设备失效,从而引起系统不稳定。考虑系统中多时滞耦合以及小扰动不确定因素,文章给出多时滞不确定电力系统鲁棒稳定新判据。其中,积分不等式新处理方法的应用和自由权矩阵的引入有效地降低结果的保守性,特别是Schur补定理的应用有效地处理了系统中不确定参数。最后,以单机无穷大系统、典型二阶单、双时滞系统为例,利用MATLAB中的线性矩阵不等式(LMI)工具箱对文章提出的判据进行仿真分析,验证了所提方法对不确定参数多时滞电力系统鲁棒稳定性分析的有效性和优越性。     

时滞电力系统带记忆反馈控制方法EI北大核心CSCD

该文针对广域电力系统中通信时滞对系统运行产生的严重影响,研究此类系统的反馈控制问题。首先,利用Lyapunov稳定性理论,构造新型的泛函,运用Wirtinger积分不等式,得到了保守性较低的时滞电力系统稳定性判据。然后,考虑电力系统过去状态信息的影响,设计带记忆的反馈控制器,并对判据中的非线性元素进行分类处理,运用改进的线性矩阵不等式方法,将结论转化为严格的线性矩阵不等式(linear matrix inequality,LMI)形式。最后,通过仿真分析说明该文方法的有效性。     

时滞电力系统带记忆反馈控制方法

该文针对广域电力系统中通信时滞对系统运行产生的严重影响,研究此类系统的反馈控制问题。首先,利用Lyapunov稳定性理论,构造新型的泛函,运用Wirtinger积分不等式,得到了保守性较低的时滞电力系统稳定性判据。然后,考虑电力系统过去状态信息的影响,设计带记忆的反馈控制器,并对判据中的非线性元素进行分类处理,运用改进的线性矩阵不等式方法,将结论转化为严格的线性矩阵不等式(linear matrix inequality,LMI)形式。最后,通过仿真分析说明该文方法的有效性。     

基于Wirtinger不等式的电力系统延时依赖稳定判据

随着现代电力系统规模和互联区域的不断扩大,测量信号传输过程中的延时问题引起了广泛的关注。该问题的常规处理方法是基于Lyapunov稳定性理论求出系统所能承受的时滞稳定裕度,求解判据过程中不可避免地利用不等式放缩,因此,判据保守性的高低成为衡量判据优劣的重要指标之一。首先构造全新的Lyapunov泛函,进一步利用Wirtinger不等式技巧对求导后的泛函进行放缩,推导得出相应的延时依赖稳定性判据,可大大降低结果的保守性。然后,借助MATLAB中的线性矩阵不等式(LMI)工具箱进行求解,求得系统所能承受的时滞稳定裕度。最后,借助典型二阶时滞系统和包含广域阻尼控制(WADC)回路的四机两区域电力系统,对所得结果进行仿真验证。结果表明,利用Wirtinger不等式所得到的稳定性判据具有更低的保守性。     

基于新积分不等式的时滞负荷频率控制系统稳定性分析

该文研究了具有时变时滞和负荷扰动的负荷频率控制系统的稳定性问题。首先，构造新的增广向量和具有多重积分项的Lyapunov-Krasovskii泛函，建立不同变量间的耦合关系；其次，为了与所构造的泛函紧密配合，提出基于时滞相关矩阵和自由矩阵的积分不等式及基于时滞相关矩阵的反凸组合不等式，对泛函导数进行更精确的估计，从而得到具有较小保守性的负荷频率控制系统的稳定性判据；最后，通过对典型二阶时滞系统和单区域时滞负荷频率控制系统进行仿真分析，验证了所得的稳定性判据具有较小保守性，并分析了负荷扰动和控制器参数对系统时滞上界的影响。     

基于PID负荷频率控制的电力系统时滞相关鲁棒稳定性分析

基于Lyapunov-Krasovskii泛函方法讨论了单区域电力系统负荷频率控制问题。建立了考虑通信时滞环节的系统模型,并将基于PID控制器的系统转换为具有反馈控制的闭环系统,构造合适的Lyapunov-Krasovskii泛函,并应用逆凸不等式方法处理泛函导数中的积分项,推导出系统矩阵中含有PID参数的鲁棒稳定性判据。并结合数值实例分析了系统在不同时滞类型的情况下,PI控制增益与系统时滞稳定裕度之间的关系,仿真结果表明了文中方法的有效性和相比已有方法的优越性。     

Effects of leakage delay on global asymptotic stability of complex‐valued neural networks with interval time‐varying delays via new complex‐valued Jensen's inequality

This paper investigates the global asymptotic stability analysis for a class of complex‐valued neural networks with leakage delay and interval time‐varying delays. Different from previous literature, some sufficient information on a complex‐valued neuron activation function and interval time‐varying delays has been considered into the record. A suitable Lyapunov‐Krasovskii functional with some delay‐dependent terms is constructed. By applying modern integral inequalities, several sufficient conditions are obtained to guarantee the global asymptotic stability of the addressed system model. All the proposed criteria are formulated in the structure of a complex‐valued linear matrix inequalities technique, which can be checked effortlessly by applying the YALMIP toolbox in MATLAB linear matrix inequality. Finally, two numerical examples with simulation results have been provided to demonstrate the efficiency of the proposed method.     

基于权值评估的Lyapunov时滞稳定判据改进方法

在含有时滞环节的电力系统稳定性分析中,基于Lyapunov稳定理论和线性矩阵不等式(LMI)技术的时滞稳定判据被广泛采用。然而,这类判据往往存在计算量大、计算效率低的问题,尤其在高维系统中计算效率迅速降低,亟需寻求科学手段来提高判据计算效率。对此,文中借助数值计算方法,分析了Lyapunov函数各构成项随时间的变化规律及各项占函数的权值,进而提出一种通过权值计算来甄别Lyapunov函数冗余项的有效方法。通过剔除冗余项,减少了判据的待求变量数,在不影响判据保守性前提下,有效提高了计算效率。最后,通过典型二阶时滞系统和3机9节点时滞系统分别对两种Lyapunov时滞稳定判据进行简化改进,验证了文中方法的有效性。     

考虑随机时变延时的孤岛微电网分布式二次控制

在由多个分布式发电单元(distributed generation units,DG)组成的孤岛微电网中,各DG的信息交互通过通信网络来完成,而通信网络传输带来的随机时变延时会影响控制系统的稳定性。为此,针对在具有随机时变延时的系统中,该文提出一种考虑随机时变延时的分布式二次控制方法,旨在实现输出电压和频率的稳定。首先,采用小信号模型分析的方法对所提系统进行线性化建模;其次,引入一种新的李亚普诺夫—克拉索夫斯基函数和积分不等式推导稳定性判据;随后,根据所提出的稳定性判据,给出保持系统稳定的控制器参数设计方法;最后,在MATLAB/Simulink中建立仿真模型,通过结果验证所提控制方法的有效性和稳定性判据的正确性。     

基于改进型IQC算法的时延电力系统控制方法研究

通信时延会影响广域电力系统的稳定性,是控制系统性能恶化或者失效的重要原因之一。文章首先建立了计及时延的电力系统微分方程模型,提出基于改进型积分二次约束(Integral Quadratic Constraint,IQC)算法的时延电力系统稳定分析与控制方法。相比于传统IQC算法,该方法约束时延电力系统的输入输出,利用IQC和耗散不等式相结合的方法来设计时延反馈控制器,使稳定性判据的保守性更好。文章以IEEE两区域四机系统为例,采用DSATOOLS的TSAT进行仿真,结果表明所提出的方法有效地减小振荡并降低时延对电力系统稳定性的影响。     

计及广域信号多时滞影响的电力系统附加鲁棒阻尼控制

针对基于广域测量系统的多时滞电力系统低频振荡阻尼控制的研究不足以作为主要控制方法之一的鲁棒控制方法求解参数步骤复杂的缺陷,提出一种可直接求解控制参数的多时滞广域电力系统阻尼控制器的设计方法。利用Lyapunov-Krasovskii泛函理论推导出的多时滞系统稳定判据,将控制镇定问题转化为线性矩阵不等式的可行性问题,直接求解控制参数,避免了传统方法中利用智能算法迭代求解参数的不便。4机2区域系统的时域仿真结果表明,所提出的多时滞阻尼控制方案能有效抑制区间模式的低频振荡,提高电力系统的稳定性。