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。     

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。     

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。     

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。     

电力系统改进时滞依赖型稳定判据

给出一种改进的基于Lyapunov理论的电力系统时滞稳定分析方法。首先基于Krasovskii理论列解系统的Lyapunov泛函,然后将泛函对时滞系统轨迹的导函数用一组线性矩阵不等式（LMI）表示,在泛函导数推导过程中,通过引入一些必要的松散项以减少方法的保守性。最后,借助典型2阶时滞系统和WSCC 3机9节点系统,验证了所述方法的有效性,并与自由权矩阵方法进行了比较和讨论。     

电力系统时滞稳定分析的线性矩阵不等式方法

采用线性矩阵不等式LMI(linear matrix inequality)方法,进行电力系统的时滞稳定性分析.文中首先通过Lyqpunov-Krasovskii方法列解李雅普诺夫泛函,将时滞系统的稳定性判据表示为一组线性矩阵不等式;随后研究了在李雅诺夫泛函中引入松弛因子的方法来减少相关判据的保守性;最后利用Matlab和SCILab中的LMI求解工具,对某单机无穷大系统和WSCC-3机9节点系统,分析单一和双时滞情况下系统可承受的最大允许时滞,验证了所提方法的有效性.     

基于多求和不等式输出反馈Lyapunov判据的时变时滞电力系统二次调频控制

电力系统使用通信网络进行动态调频时引起的时滞问题会对系统稳定性造成很大威胁.针对负荷频率控制中的网络化时滞问题,建立考虑时变时滞特性的负荷频率控制离散化状态空间模型.采用多求和不等式,构造一种具有低保守性的Lyapunov稳定判据来求解区间时变时滞负荷频率控制(load frequency control,LFC)系统...     

Lurie型不确定时滞系统的时滞相关鲁棒绝对稳定性

针对一类具有范数有界不确定参数和未知常时滞的Lurie型不确定系统，建立了系统的时滞相关鲁棒绝对稳定性判据。所得结果表示为线性矩阵不等式(LMI)形式，应用MATLABLMI工具箱迭代求解可以得到时滞的上界，从而可对系统的允许时滞作出较高的估计。最后以一个例子说明其用法，并与现有文献比较以显示其有效性。     

电力系统时滞依赖型鲁棒稳定判据及其应用

给出了一种改进的舍不确定性时滞环节的电力系统稳定性Lyapunov鲁棒稳定判据.首先基于Krasovskii理论列解时滞系统的Lyapunov泛函,接着将泛函对系统轨迹的导函数用一组线性矩阵不等式表达,在泛函导数推导过程中,通过引入一些必要的松散项以减少该判据的保守性,然后利用Schur补对含不确定性的扰动项进行变换,最后借助单机无穷大系统和WSCC 3机9节点系统,对含不确定性扰动的单一和双时滞情况下的系统保持鲁棒稳定时可承受的最大时滞进行分析,验证了所给方法的有效性.     

多时滞不确定电力系统的改进时滞依赖鲁棒稳定判据

针对现代电力系统中存在的传输信号延时问题,综合考虑实际系统中的多时滞耦合和不确定参数,给出适用于多时滞不确定电力系统的改进时滞依赖鲁棒稳定判据。其中Wirtinger不等式放缩技巧的应用和松散项的引入能够降低结果的保守性,特别是一些必要松散项的引入与Schur补的结合,可有效处理系统中的不确定参数。最后,分别以典型二阶时滞系统、单机无穷大时滞电力系统和WSCC 3机9节点电力系统为例,借助MATLAB中的线性矩阵不等式工具箱,对所提方法进行校验分析,得到系统所能承受的时滞稳定裕度。结果显示所提方法可以对含有不确定参数的多时滞电力系统进行有效的鲁棒稳定性分析,并且结果的保守性也得到了显著降低。     

Construction of Lyapunov function for power system based on solving linear matrix inequality

This paper presents construction of Lyapunov functions for power systems based on solving the Linear Matrix Inequality (LMI) derived from the Lyapunov stability theorem considering the dynamics of load characteristic and AVR control system. The proposed Lyapunov function is constructed as a quadratic form of state variables and an integral term which satisfies the curl equation and the sector condition. An induction machine and a synchronous machine are considered as load characteristics. One‐machine one‐load infinite bus system is considered taking into account the flux decay effects and AVR with one time constant of the generator. To verify the proposed Lyapunov function, the transient stability assessment is shown. The critical clearing times given by the proposed Lyapunov function are compared with those obtained by the numerical integration method, and they are shown to be practical. © 2007 Wiley Periodicals, Inc. Electr Eng Jpn, 158(4): 42– 50, 2007; Published online in Wiley InterScience ( www.interscience. wiley.com ). DOI 10.1002/eej.20328     

基于LMI的时滞电力系统双层广域阻尼控制

针对时滞电力系统提出一种新型建模方法,并且对其进行了广域附加区间阻尼控制的双层控制设计。直接采用时滞系统控制理论克服广域信号的时滞对闭环电力系统稳定性的不良影响。第一层控制,对无时滞电力系统施加计及时滞的输出反馈控制,形成时滞闭环系统。第二层控制,利用时滞系统的控制理论,采用线性矩阵不等式方法,求解状态反馈矩阵和观测器增益矩阵,进行反馈控制。10机39节点算例测试系统上的仿真结果表明,基于该方法设计的附加区间阻尼控制器,具有一定的时滞不敏感性,鲁棒性强,能够较好地抑制区间振荡。该方法为关于时滞系统的控制理论在广域附加区间阻尼控制中的直接应用搭建了平台,提供了可行性。     

基于凸组合方法的变时滞电力系统稳定性判据

在广域环境下,控制信号在传输和处理过程中产生的时滞现象会对电力系统的稳定运行产生难以忽略的负面影响。给出了一种基于凸组合方法的变时滞电力系统稳定性判别方法。构造了一种新的Lyapunov-Krasovskii泛函,通过证明其正定性,从而放松了对泛函参数项的约束。使用自由权矩阵和凸组合方法对泛函的导函数进行估计,得到了基于线性矩阵不等式的变时滞电力系统的稳定性判据,降低了现有结论的保守性。通过实例仿真表明,所使用的方法在保守性上优于现存的一些方法。     

Stability analysis for a partial element equivalent circuit (PEEC) model of neutral type

This paper is concerned with the problem of robust stability analysis for a partial element equivalent circuit (PEEC) model of neutral type. Based on Lyapunov stability theory and a linear matrix inequality (LMI) approach, some sufficient delay‐dependent stability conditions are derived. A numerical example shows that the result using the method in the paper is less conservative than that using some existing methods in the literature. Copyright © 2005 John Wiley & Sons, Ltd.     

电力系统单时滞稳定裕度求解模型简化方法

在利用线性矩阵不等式(LMI)判据求解电力系统时滞稳定裕度时,由于电力系统动态模型的维数通常很高,会导致待求解变量过多和求解时间过长。针对此问题,文中首先将包含单时滞环节的电力系统线性模型扩展为包含输入、输出环节的状态空间表达式;进一步,基于成熟的状态空间表达式降维方法,对扩展模型进行简化,在保留系统关键动态特性的基础上,大幅减少待求变量数;最后,基于简化模型,借助LMI及参数变换,形成新的更为高效的时滞稳定判据。将该方法应用于含时滞环节的WSCC 3机9节点和IEEE 10机39节点系统中,借助二分搜索算法对比了两种电力系统单时滞稳定裕度的求解结果,算例表明时滞系统经过模型简化后,稳定裕度计算结果与简化前相比误差较小,而所需计算时间有较大幅度减少。     

基于LMI的广域时延多机电力系统的控制与稳定性研究

广域信号通信时延是导致控制器性能下降甚至失效的重要原因之一。针对时滞电力系统的特性,对多机电力系统转子运动方程进行合理的线性化和偏差化,建立时滞线性多机电力系统。通过构造合适的Lyapunov函数导出了基于自由权矩阵的线性矩阵不等式(LMI)理论的广域时延系统稳定性判据,并设计了相应的全状态反馈控制器。与基于二次线性最优的控制方法相比,保守性更小,控制效果有所提高。通过IEEE3机9节点电力系统模型验证了该控制器的有效性。仿真试验结果表明该控制方法能较好地减小时延带来的不利影响。