多机系统的非线性自适应分散稳定控制

针对含有未知参数的励磁系统，提出了一种非线性自适应控制设计方法。通过递推方法得到了自适应控制策略，而且在控制策略中包含了对未知参数的动态估计，最后获得了多机系统的非线性自适应分散励磁控制策略的一般表达式。在控制策略中所有的变量都是可量测的，而且控制量只与本机组的状态量有关，与其他机组的状态量和输电网络的参数无关，因此控制策略具有分散性和适应性。在一个6机系统上的仿真结果表明了非线性自适应控制器的有效性。     

基于半张量理论的电力系统稳定域边界逼近:（一）理论基础

电力系统稳定域边界的逼近一直是应用能量函数方法分析电力系统暂态稳定的难点。基于半张量理论，文中给出了逼近电力系统稳定域边界的矩阵方程。通过矩阵运算，可以获得电力系统稳定域边界的高阶逼近表达式。所提出的算法没有对系统进行任何形式的非线性变换，不需要求解系统所有的特征根与特征向量，也无需进行时域积分；算法充分保留了系统的非线性结构，形式简洁。由于该算法完全基于矩阵运算，因此非常适于计算机实现。     

统一潮流控制器的非线性控制和对电力系统稳定性的改善

首先考虑UPFC装置与电力系统串联和并联的两部分之间耦合直流电容的动态,建立了具有UPFC的输电系统的动态数学模型。在此基础上,对UPFC的4个控制变量进行分析,提出了控制变量m1,m2和ψ1的线性控制规律,并运用基于微分几何理论的仿晨线性系统反馈精确线性化和动态反馈原理及方法,得到了控制变量ψ2的非线性最优控制律的解析表达式,从而提出了UPFC的线性与非线性最优混合控制策略。控制策略的测量量均可本地化,以利于工程应用。仿真结果表明在文中所给出的非线性控制器作用下,UPFC能有效地改善电力系统的动态品质和暂态稳定性。     

基于哈密顿理论的发电机汽门鲁棒非线性控制器设计

提出了利用Hamiltonian能量函数理论设计非线性鲁棒控制器的方法,设计了发电机汽门的非线性鲁棒控制器,并且给出了估计干扰抑制增益的一个充分条件,所得控制器结构简单,易于工程实现。由于在控制器设计中未用到任何线性化方法,因而所得控制器充分利用了系统的非线性特性。仿真结果证实了理论分析的正确性与控制规律的有效性。     

静止移相器的非线性L2增益干扰抑制控制

静止移相器既可以用于优化潮流,也可以提高系统的暂态稳定性。文中首先构造了含静止移相器的电力系统鲁棒模型,然后在耗散系统理论下,利用递推方法构造存储函数,从而推导出了一种非线性的L2增益意义下的干扰抑制控制器。这种控制器很好地反映了系统的非线性特征,并使系统对干扰到输出的L2增益有限。仿真结果表明在该控制器作用下,闭环系统能很好地抑制干扰,特别在大干扰条件下能很好地恢复稳定。     

动态SCADA原型系统构建及其通信系统的实现方法

智能配电网的建设,紧紧依赖于可靠的数据采集与监控系统的建立。在智能配电网的环境下,主站与子站间数据通信大幅增加,同时要求数据采集系统提供全面、实时的动态数据,而目前SCADA系统及PMU均无法满足此需求,为此提出一种将SCADA系统升级为动态SCADA的方法:通过引入新型采集终端动态RTU,从硬件和软件两个层面对SCADA系统进行改造,使其满足智能配电网动态信息采集的需求。在此基础上,搭建动态SCADA原型系统,详细研究其通信实现中存在的通信阻塞问题,提出非阻塞式IEC 104规约实现方法。最后在所搭建的动态SCADA原型系统中,对此方法进行压力测试,结果表明,该方法能够显著提高动态SCADA系统通信的可靠性。     

超导储能装置的非线性鲁棒控制器设计

首先讨论了超导储能装置（SMES）建模问题，根据SMES样机实验结果，构造了SMES的二阶鲁棒模型；然后在单机无穷大系统中，得到了含SMES的电力系统非线性鲁棒模型。进一步，基于反馈线性化方法将系统线性化，再利用线性H_∞理论求得SMES的鲁棒控制规律。最后，用数字仿真检验控制规律的有效性。结果表明在各种工况下，SMES的非线性鲁棒控制器均可使系统在受到大干扰后迅速恢复正常运行，并显著提高系统的暂态稳定极限，从而提高系统的输电能力。     

计及风电不确定性和弃风率约束的风电场储能容量配置方法

风电的大规模开发造成了严重的弃风问题,在风电场内配置储能装置可显著减少弃风,文中基于分布鲁棒优化方法研究了考虑风电不确定性和弃风率约束的风电场储能容量配置问题。首先根据历史数据构造风电出力的经验分布函数,为考虑风电出力的不确定性,以Kullback-Leibler(KL)散度作为分布函数距离测度建立了风电出力的概率分布函数集合。随后,将弃风率要求建模为概率分布函数集合中最坏分布下的鲁棒机会约束,进一步建立了以储能投资成本最小为目标、以弃风率为约束的鲁棒机会约束规划模型。最后,通过矫正机会约束中的风险阈值,将鲁棒机会约束转化为传统机会约束,并采用凸近似和抽样平均构建线性规划进行高效求解。基于IEEE 30节点电网进行了算例分析,并与传统的随机规划和鲁棒优化模型进行对比,验证了所提模型在处理风电不确定性时能有效兼顾保守性和鲁棒性。     

基于组合双向拍卖的共享储能机制研究EI北大核心CSCD

为满足共享储能中储能用户的互补性和替代性需求、解决常规单向拍卖中可能存在的垄断竞争问题,提出了基于组合双向拍卖的共享储能机制。在该机制中,储能运营商和储能用户在拍卖商的组织下进行组合双向拍卖。拍卖包含四个阶段:投标、竞胜标决定问题、资源匹配与定价、资金结算。相较于现有拍卖机制,该机制支持"与"投标,使得买家的互补性需求得以准确而简洁地表达。在竞胜标决定问题方面,建立了以社会福利最大化为目标的混合整数非线性规划模型。进一步,将该模型等价转化为混合整数线性规划模型,大幅降低了计算时间复杂度。在定价方面,提出了在买卖双方之间均分社会福利的定价机制,打破了传统单向拍卖的垄断弊端。最后,通过算例验证了所提机制的有效性。     

计及非线性的解析式电压概率评估方法

概率潮流是评估负荷随机性对电力系统潮流影响的有效方法之一。基于线性化潮流方程的解析式概率潮流算法不能计及非线性,因此将其直接应用于计算节点电压概率分布等非线性较强的场合存在精度较低的缺点。针对该问题,本文提出了一种可计及非线性的解析式概率潮流方法。首先采用二次型函数来刻画节点电压与节点注入功率之间的非线性关系,然后分别利用特征值理论及乔里斯基分解消除节点注入功率之间的交叉相乘项和相关性,最后得到了节点电压分布函数的表达式。在IEEE标准测试系统中进行的数值仿真计算表明,该方法比传统线性化方法更加精确,同时比蒙特卡洛仿真更加节约计算时间。