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。     

电力系统时滞稳定判据保守性差异量化评估方法

基于Lyapunov稳定理论的时滞稳定判据,已被广泛应用于各类电力系统时滞稳定性分析。由于采用了不同的Lyapunov函数和不同的推导过程,不同的稳定判据往往会具有不同的外在形式、计算效率和保守性。文中借助数值计算方法和可视化技术,分析揭示不同时滞稳定判据在保守性方面表现各异的内在原因,为寻求更为科学的时滞稳定判据提供支撑。首先,在简单回顾时滞系统模型的基础上,引出几种常用的时滞稳定判据。进一步,借助时滞系统仿真数据引入了3类反映系统运行差异性的指标,并给出了一种用于评估电力系统时滞稳定判据保守性的数值计算方法。最后,通过一阶典型单时滞系统详细说明了该评估方法的应用过程,并利用单机无穷大单时滞系统和3机9节点时滞系统验证所提方法在多维系统及多时滞场景下的有效性。     

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。     

含电动汽车集群调频的信息能源系统谱特征和稳定性评估

文中研究电动汽车(EV)集群参与调频的信息能源系统稳定性,提出了一种含EV集群调频的信息能源系统谱特征和稳定性评估方法。首先,考虑电力系统(物理)和通信(信息)环节,建立包含EV集群参与调频的信息能源系统分析模型;其次,利用无穷小算子变换技术,将含物理-信息环节的调频系统谱转换成无穷小算子的谱,消除难以处理的超越项。基于用户需求,综合考虑准确度与速度指标,选择切比雪夫离散化方案对无穷小算子进行离散化,进而生成有限维近似矩阵,通过近似矩阵特征值的求解和牛顿迭代校正,得到调频系统临界特征值及其特征向量,用于评估分析系统特定状态下的稳定性。在此基础上,进一步构建含EV集群调频的信息能源系统稳定域,用于多方位评估时滞对系统稳定性的影响。最后,通过实例验证了所述方法的有效性。     

时滞环境下基于电动汽车与电热泵的协调频率控制

提出一种时滞环境下应用电动汽车和电热泵协同参与系统负荷频率控制的调控策略。在考虑电动汽车和电热泵单体运行特性的基础上,分别构建电动汽车与电热泵集群的调频控制模型;充分考虑负荷频率控制中通信延时的影响,建立包含时滞环节的调频系统动态模型;进一步地,利用该模型对不同类型可控负荷集群对应的时滞稳定裕度进行分析,并根据最大化系统稳定裕度的原则优先采用稳定裕度较大的可控负荷进行调频,从而对电动汽车与电热泵在参与频率调节过程中进行协调控制。     

时滞诱导电力系统动态调频稳定性变化的原因探究

针对电力系统动态调频过程中的时滞问题,分析给出了时滞诱导系统向不稳定状态发展的原因。首先推导了电力系统动态调频的时滞模型,分析时滞模型的结构和成分;进而通过Padé逼近处理时滞环节,将时滞和模型系数耦合建立时滞系数矩阵,用于追踪时滞系统的特征根变动轨迹。利用典型的电力系统动态调频系统发现,时滞和其所在回路的控制参数作用于相同的主导特征根,其中时滞可以通过超低频振荡的方式逐渐恶化电力系统频率的稳定性。     

便携式车载高增益DC-DC变换器大信号稳定控制策略:基于扰动观测器的反步技术EI北大核心CSCD

充电效率低和可用里程短等问题严重阻碍了电动汽车的进一步发展。由于前级电动汽车输出电压较低,需采用便携式高增益DC-DC变换器实现电动汽车间快速能量交互。该文以交错并联双升压变换器为研究对象,采用基于扰动观测器的反步控制算法,提高变换器抵抗内外干扰的能力。扰动观测器对系统寄生参数进行等效估计,提高了系统抵抗内部参数扰动的鲁棒性;同时实时估计输出功率和输入电压,减少使用传感器以降低系统成本。利用扰动观测器的输出,进一步设计了反步控制器,以严格保证系统大信号意义上的稳定性。此外,文中采用相电流平衡补偿器,解决了六通道之间的均流问题,减少热损失并提高了设备的使用寿命。最后,仿真和实验结果验证了提出控制器的有效性。