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。     

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.     

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。     

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。     

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。     

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)系统的稳定裕度。在此基础上,推导时滞相关输出反馈增益的线性矩阵不等式(linear matrix inequality,LMI)准则来设计二次调频控制器参数。仿真结果表明,该文所提出的稳定判据能够求解更大的时滞稳定裕度,具有较低的保守性。所提出的控制器设计准则能够快速求解时变时滞下输出反馈增益,有效抑制小扰动下系统的频率振荡,使系统具有时滞稳定性。     

电力系统时滞稳定裕度求解方法

时滞稳定裕度定义为一个系统在保证小扰动稳定的前提下系统可承受的最大延时值.确定电力系统的时滞稳定裕度对于合理利用相量测量装置/广域测量系统数据、设计广域稳定控制器具有重要意义.文中介绍了一种求解动力系统时滞稳定裕度的有效方法,它首先利用Rekasius变换,将时滞系统的特征方程由一个超越方程变换为普通多项式,并保证在临界特征值处Rekasius变换前后方程完全等效;进一步利用Routh判据确定时滞系统的临界特征值和相应的特征频率;最后借助单机无穷大系统验证了该方法的有效性.计算中发现:当负载和励磁放大系数增大时,单机无穷大系统的时滞稳定裕度会降低;而发电机的阻尼系数对系统时滞稳定裕度的影响则较为复杂,需要进一步加以研究.     

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。     

电力系统大范围时滞稳定域求解方法

在进行电力系统广域保护和控制时,确定系统大范围时滞稳定域及其边界规律意义重大.文中给出一种求解电力系统大范围时滞稳定域的有效方法:首先利用参数变换技术,将大范围时滞稳定域边界的求解,转换为对有限参数空间的搜索和平移过程,大大减少了时滞稳定域边界的计算量;进一步,利用四点插值法,通过对稳定域边界上临界点实施微扰以确定稳定域的构成和边界性质;最后,利用典型时滞系统和WSCC 3机9节点等系统验证了所述方法的有效性.     

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。     

主动配电网分布式经济调度系统的时延稳定性分析

分布式经济调度模式具有更好的鲁棒性、更快的计算速度和更少的通信量等优点,适用于高渗透率分布式电源接入的主动配电网。但分布式模式下各单元之间通信的时延将可能破坏系统的稳定性。因此对采用分布式经济调度策略的主动配电网的时延稳定性进行了研究。首先,引入虚拟分布式电源,设计了主动配电网完全分布式的经济调度策略。然后,建立了采用该分布式经济调度策略下主动配电网对称/不对称时延下的稳定性分析模型。同时利用Lyapunov稳定性定理和自由权矩阵方法得出具有更低保守性的系统时延稳定判据,并通过线性矩阵不等式计算时延系统的稳定裕度。最后,通过IEEE-14节点配电网系统中的仿真算例验证了所提分布式经济调度控制系统时延稳定性分析和时延稳定裕度计算方法的正确性和有效性。     

Robust exponential stability for discrete‐time interval BAM neural networks with delays and Markovian jump parameters

This paper investigates the problem of global robust exponential stability for discrete‐time interval BAM neural networks with mode‐dependent time delays and Markovian jump parameters, by utilizing the Lyapunov–Krasovskii functional combined with the linear matrix inequality (LMI) approach. A new Markov process as discrete‐time, discrete‐state Markov process is considered. An exponential stability performance analysis result is first established for error systems without ignoring any terms in the derivative of Lyapunov functional by considering the relationship between the time‐varying delay and its upper bound. The delay factor depends on the mode of operation. Three numerical examples are given to demonstrate the merits of the proposed method. Copyright © 2010 John Wiley & Sons, Ltd.     

Robust observer‐based control design for uncertain singular systems with time‐delay

This paper is concerned with the stability analysis and robust dynamic output feedback controller synthesis for uncertain continuous singular systems with time‐delay. First, on the basis of the Lyapunov functional method and by resorting to the delay‐partition technique, improved delay‐dependent sufficient conditions are presented to ensure the nominal unforced system to be admissible (i.e., to be regular, impulse‐free, and stable). Second, with the help of the obtained admissibility criterion, an observer‐based controller is designed by solving a set of LMIs. Finally, the validity and applicability of the proposed approach is shown by examples. Copyright © 2013 John Wiley & Sons, Ltd.     

Adaptive TS‐FNN control for a class of uncertain multi‐time‐delay systems: The exponentially stable sliding mode‐based approach

This paper presents an adaptive Takagi–Sugeno fuzzy neural network (TS‐FNN) control for a class of multiple time‐delay uncertain nonlinear systems. First, we develop a sliding surface guaranteed to achieve exponential stability while considering mismatched uncertainty and unknown delays. This exponential stability result based on a novel Lyapunov–Krasovskii method is an improvement when compared with traditional schemes where only asymptotic stability is achieved. The stability analysis is transformed into a linear matrix inequalities problem independent of time delays. Then, a sliding mode control‐based TS‐FNN control scheme is proposed to achieve asymptotic stability for the controlled system. Since the TS‐FNN combines TS fuzzy rules and a neural network structure, fewer numbers of fuzzy rules and tuning parameters are used compared with the traditional pure TS fuzzy approach. Moreover, all the fuzzy membership functions are tuned on‐line even in the presence of input uncertainty. Finally, simulation results show the control performance of the proposed scheme. Copyright © 2008 John Wiley & Sons, Ltd.