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。     

基于线性矩阵不等式理论的广域电力系统状态反馈控制器设计

应用基于同步相量测量单元的广域测量系统进行广域控制时,反馈信号的传输时延是不能忽略的。作者根据实际电力系统的特点构造了部分状态含时延的状态反馈控制器,应用线性矩阵不等式理论提出了时滞依赖的稳定性条件,根据该条件不仅能得到保证系统稳定的控制器,而且可以得到保证系统稳定的最大允许时间延迟。最后以4机系统为例,用时域仿真的结果说明所得控制器的性能及该方法的有效性。     

基于LMI理论的时滞电力系统无记忆状态反馈控制器设计

设计电力系统广域控制器时,一个不容忽视的问题就是反馈信号的传输时延.文中应用基于自由权矩阵的线性矩阵不等式(LMI)理论给出了时滞系统的稳定控制判据,并根据电力系统的特点构造了无记忆状态反馈控制器.利用WSCC 3机9节点系统验证了该控制器的有效性,并与已有方法进行了比较分析,结果表明所给出的方法具有更好的控制效果和较小的保守性.     

基于在线辨识的电力系统广域阻尼控制

提出了利用多路广域测量信号作为反馈量的新型电力系统广域阻尼控制(WADC)方法。首先,推导了基于改进Prony算法的动态降阶等值系统参数的辨识方法;利用该辨识方法对受控系统进行辨识,在辨识结果的基础上运用线性二次型方法设计WADC的参数。广域闭环控制必须考虑通信延迟的影响,文中利用线性矩阵不等式方法讨论了控制参数在时滞下的稳定性问题。MATLAB数值仿真验证了辨识方法的准确性。WADC的控制效果在36节点的多机系统中得到了仿真验证。结果证明,应用广域信号作为反馈的WADC可以更有效地阻尼区间低频振荡,同时提高了联络线的传送容量极限。     

网络控制系统基于LMI的时延优化方法研究

针对网络控制系统中存在的传输延迟,介绍了一种网络控制系统时延补偿方法,将线性矩阵不等式优化方法引入到控制器的设计中,使闭环系统具有较好的性能。仿真结果表明了所提出方法的有效性。     

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。     

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。     

基于测度理论的广域电力系统反馈信号最大允许时延分析

广域电力系统稳定性分析与控制中一个不容忽视的问题就是广域信号的传输时延.文章提出了一种基于矩阵测度理论的分析方法.该方法从广义的角度给出了应用广域控制策略的含多时延的闭环电力系统模型;针对该模型,应用矩阵测度的现有理论给出了保证系统闭环稳定的充分条件,并能求出系统最大允许时延.文章以时域仿真结果说明了该方法的有效性.     

广域闭环控制系统时延的测量及建模(一):通信时延及操作时延EI北大核心CSCD

由2篇论文组成的系列文章旨在研究广域闭环控制系统(wide-area closed-loop control system,WACS)中时延的测量方法及其特性建模。该文作为系列文章的第1篇,研究WACS中的时延产生,将WACS时延归为通信时延和操作时延两大类并分别研究。针对通信时延,提出一种线性估计模型,继而实测并分析贵州电网广域测量系统的通信时延,验证该线性估计模型的正确性。针对操作时延,分析实验室条件下WACS设备的操作时延,提出基于RTDS硬件在环平台的波形对比测量法,并用此方法实测WACS硬件在环系统中的操作时延。分析结果表明,实验室条件下操作时延可以用正态分布拟合其分布特性。该文对时延的分析及测试结果是研究WACS闭环时延的重要基础。     

基于Hamilton理论的广域非线性时滞多机电力系统的稳定与控制

针对非线性时滞多机电力系统,将局域信号与远程信号都纳入控制器设计中,根据全局条件下信号时滞的差异性,建立广域时滞非线性多机电力系统的端口可控Hamilton (PCH)模型。该模型以汽门开度为控制量,考虑了扰动给系统带来的影响。以此模型为基础,针对某个形式的H函数给出了含有该H函数作为部分能量函数的Lyapunov泛函及一系列相应的稳定条件。通过“能量整形”技术,将一般电力系统的PCH模型转化为具有特定形式H函数的PCH模型,并应用给出的稳定条件设计相应的全状态反馈控制。最后以3机9节点系统为例,以时域仿真的结果验证了扰动下非线性时滞控制器的有效性。     

时变时滞系统的模糊控制器存在条件与稳定性分析

针对一类采用T-S模糊模型表示的复杂非线性不确定时滞系统，应用并行分配补偿法，得到了存在稳定模糊控制器的充分条件，并推算出了系统全局渐近稳定相应的LMI形式，将T-S模糊模型方法推广到具有范数有界、时变参数不确定和时变时滞系统的稳定控制中。研究的被控对象具有系统矩阵和输入矩阵的不确定性和时变时滞，结论具有普遍性。     

广域电力系统中时滞控制信号的选择

针对广域电力系统时滞控制问题,提出通过选择合适的时滞控制信号可以简化控制设计过程,避免论证/采用复杂的时滞控制理论.提出一种简单有效的时滞敏感程度指标(TDSI)评估控制信号对时滞的容忍程度,论述了在实际电力系统中的计算方法.采用新英格兰测试系统进行了常见扰动方式、候选信号的TDSI评估、有/无控制器的系统动态响应仿真,结果表明:采用TDSI值较小的广域信号作为输出反馈信号,根据常规无时滞控制理论设计的控制器在快速有效抑制低频振荡的前提下,具有较好的抗时滞性能.     

基于LMI的奇异不确定时滞系统鲁棒保成本控制

针对一类奇异不确定时滞系统的鲁棒保成本控制,假定其中的不确定性是范数有界,采用基于线性矩阵不等式（LMI）和构造适当的Lyapunov泛函相结合的方法,给出了系统的鲁棒保成本状态反馈控制器存在的条件。通过求解相应的线性矩阵不等式就可得到鲁棒保成本控制,所设计的保成本控制器对所有容许的不确定性不仅使得相应的闭环系统达到二次稳定,也能保证闭环成本函数不超过一个确定的界。通过数值算例及仿真验证了所给方法的有效性。     

时变时滞不确定系统的鲁棒控制

基于二次稳定性理论,导出了时变时滞不确定系统鲁棒镇定的充分条件,应用ＬＭＩ方法,讨论了时变时滞不确定系统的鲁棒控制器设计问题,进而通过建立和求解不同的凸优化问题,给出了控制律满足不同指标要求的构造方法,最后给出一个算例,对该方法进行了验证。     

基于事件触发控制的时滞电力系统负荷频率控制

区域电网间存在较高的数据传输,使有限的通信和计算资源变得拥塞。为降低区域电网间的通信负担,提出基于事件触发控制的时滞电力系统负荷频率控制(LFC)方法。针对具有通信延迟的LFC系统,建立基于事件触发控制的时滞LFC动态模型。进而采用多求和不等式,提出具有事件触发控制器的时滞相关LFC系统Lyapunov稳定分析判据;在此基础上,推导了基于事件触发通信和输出反馈的负荷频率控制器协同设计方案,以保证电力系统频率稳定性的同时提高数据传输效率。仿真结果表明,所提方法能够有效减小互联系统频率和联络线功率振荡,保证系统的时滞稳定性并减少网络通信的冗余传输。     

一类离散时滞不确定系统的鲁棒控制

讨论了一类离散线性时滞不确定系统的鲁棒控制问题，利用Lyapunov方法，结合矩阵不等式性质，给出离散时滞系统对所有允许不确定性鲁棒稳定的充分条件，并设计出系统的状态反馈鲁棒控制器，所得结构分别基于相应的线性矩阵不等式（LMI）的解。     

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。