本發明專利技術涉及一種交直流混合系統直流功率調制控制方法，包括步驟1、求取振蕩參與因子，根據振蕩參與因子大小判斷區域間振蕩時各發電機參與程度；步驟2、以振蕩參與因子為權系數對發電機動態聚合，定義動態響應因子以確定等值慣量中心主導機群；步驟3、對區域內發電機進行聚合，得到等值慣性中心的等值轉子角、轉速，推導出等值慣性中心的轉子運動方程，完成對兩端交流系統的等值；步驟4、針對等值系統特點并推導直流系統狀態方程，構建交直流混合系統的微分代數模型，推導出非線性最優功率調制控制方法。該控制方法采用等值主導機群的狀態量作為調制輸入，有效降低了控制策略的實現難度。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于電力系統及其自動化領域，更準確地說，是一種。
技術介紹
復雜電網區域間低頻振蕩已成為限制互聯系統輸電能力、影響電網安全穩定運行的主要因素之一，直流輸電系統的功率調制可有效抑制系統功率振蕩、改善互聯系統的穩定性，而直流功率調制效果的優劣取決于調制信號的篩選和控制策略的選取。 傳統的直流附加功率控制器一般基于系統的線性化模型，采用成熟的線性控制理論進行設計，這類傳統的控制方法已在實際系統中得到了廣泛應用，但這種控制器不能隨系統運行點的變化自動適應調整控制參數，當系統受擾動較大時，控制器難以發揮預期效果，而非線性控制器可在系統運行點較廣范圍內具有良好的控制效果，特別是在系統發生大擾動、實際運行點遠離原運行點后，非線性控制器仍具有較好的控制性能，基于非線性控制理論的直流附加控制器設計已引起廣大學者的重視。然而，直流非線性功率調制控制策略的設計需對所聯的交流系統適當等值，目前，常用的動態等值方法為同調等值法，但這種等值方法應用于直流非線性功率調制控制策略設計中主要存在兩方面不足(I)等值精度直接影響到直流調制的效果，而同調等值方法的精度有待提高；(2)基于等值系統設計的非線性控制器通常需全狀態反饋，對于實際電力系統，全狀態反饋控制器目前難以實現。
技術實現思路
本專利技術的目的是對傳統的動態等值方法進行實質性改進和創新，提出一種，能夠使非線性控制器在系統運行點較廣范圍內具有良好的控制效果，特別是在系統發生大擾動、實際運行點遠離原運行點后，非線性控制器仍具有較好的控制性能。本專利技術的目的是由以下技術方案來實現的，一種，其特征是，它包括下列步驟 一種，其特征包括下列步驟 O求取振蕩參與因子求取振蕩參與因子，根據振蕩參與因子大小判斷區域間振蕩時各發電機參與程度； 2)定義動態響應因子以振蕩參與因子為權系數對發電機動態聚合，定義動態響應因子以確定等值慣量中心主導機群； 3)慣性中心轉子運動方程對區域內發電機進行聚合，得到以動態響應因子為權系數的等值慣性中心的等值轉子角、轉速，推導出等值慣性中心的轉子運動方程，完成對兩端交流系統的區域間等值，并推導直流系統狀態方程，得到等值后的交直流混合系統微分代數方程組；4)非線性最優控制規律以兩端等值系統的相對轉子角增量作為直流功率調制的控制輸出，以等值慣性中心的等值轉子角、角速度、慣性時間常數和交流聯絡線傳輸的有功功率構建微分代數模型，判斷其是否存在微分同胚坐，若存在，將非線性微分代數系統經過坐標映射轉化為線性系統并得到對應的坐標映射下的能控標準型，找到其對應的直流功率控制輸入。，最后根據線性最優二次型原理和微分同胚可逆性推導出非線性最優控制規律。所述I)求取振蕩參與因子是根據實際電力系統中以z為狀態變量、為代數變量的微分代數方程來進行描述，按照公式(I)對微分代數方程在系統平衡點處進行泰勒級數展開，由此得到Λ^，即為公式(2)的微分代數在平衡點a)處線性化后的雅可比矩陣；通過schur補定理得到公式(3)的降階雅可比矩陣/■;求對應的特征值，構造出Jordan標準型矩陣yl和其對應的右特征向量矩陣仏根據左右特征向量矩陣之間的關系Kt=R1得出左特征向量矩陣K;根據矩陣理論，由與A等價，得到/■、4、U、K必滿足關系式Λ =KT/_Z/;在已知左、右特征向量矩陣K、V情況下，由公式(4)求得振蕩參與因子是一個綜合指標，用來描述第A個模式與第i個狀態變量之間的可觀性及可控性，即確定在某一震蕩模式下發電機的敏感程度，根據的大小來判斷各自區域慣量中心占主導地位的機組；權利要求1.一種，其特征包括下列步驟 1)求取振蕩參與因子求取振蕩參與因子，根據振蕩參與因子大小判斷區域間振蕩時各發電機參與程度； 2)定義動態響應因子以振蕩參與因子為權系數對發電機動態聚合，定義動態響應因子以確定等值慣量中心主導機群； 3)慣性中心轉子運動方程對區域內發電機進行聚合，得到以動態響應因子為權系數的等值慣性中心的等值轉子角、轉速，推導出等值慣性中心的轉子運動方程，完成對兩端交流系統的區域間等值，并推導直流系統狀態方程，得到等值后的交直流混合系統微分代數方程組； 4)非線性最優控制規律以兩端等值系統的相對轉子角增量作為直流功率調制的控制輸出，以等值慣性中心的等值轉子角、角速度、慣性時間常數和交流聯絡線傳輸的有功功率構建微分代數模型，判斷其是否存在微分同胚坐，若存在，將非線性微分代數系統經過坐標映射轉化為線性系統并得到對應的坐標映射下的能控標準型，找到其對應的直流功率控制輸入^。，最后根據線性最優二次型原理和微分同胚可逆性推導出非線性最優控制規律。2.根據權利要求I所述的，其特征在于所述I)求取振蕩參與因子是根據實際電力系統中以z為狀態變量、為代數變量的微分代數方程來進行描述，按照公式(I)對微分代數方程在系統平衡點處進行泰勒級數展開，由此得到Λ^，即為公式(2)的微分代數在平衡點處線性化后的雅可比矩陣；通過schur補定理得到公式(3)的降階雅可比矩陣/_;求對應的特征值，構造出Jordan標準型矩陣/I和其對應的右特征向量矩陣仏根據左右特征向量矩陣之間的關系Kt=R1得出左特征向量矩陣K;根據矩陣理論，由/-與^!等價，得到^!、仏K必滿足關系式yl =KT/_Z/;在已知左、右特征向量矩陣K、V情況下，由公式(4)求得振蕩參與因子Α,.，是一個綜合指標，用來描述第左個模式與第i個狀態變量之間的可觀性及可控性，即確定在某一震蕩模式下發電機的敏感程度，根據的大小來判斷各自區域慣量中心占主導地位的機組；3.根據權利要求I，其特征在于所述步驟2)中定義動態響應因子是以確定等值慣量中心主導機群，公式(5)是公式(3)的時域解析表達式，考慮狀態變量ita在某一確定振蕩模式Jb下隨時間變化的趨勢，公式(5)進一步簡化為公式(6),忽略振蕩頻率的影響,取ΔΤ 。=1，G) =Orad/s,在i=ls時,對公式(6)取對數，經過變換后得到公式(7)動態響應因子，其中As代表某一振蕩模式Λ下的狀態變量，為化在；下的參與因子-’D為發電機阻尼系數;//為發電機慣性時間常數；份為振蕩頻率，為振蕩參與因子；4.根據權利要求I所述的，其特征在于所述步驟3)求得動態響應因子^后，按照公式(8)對區域內發電機進行聚合，區域內運動慣量中心采用動態響應因子作為權系數，得到其等值轉子角、轉速；按照公式(9)在慣量中心坐標下，得到各發電機轉子角以及轉速；根據區域內各發電機轉子運動方程證明公式(10)成立；由公式(8)、(9)得到公式(11)區域內等值慣量中心運動方程；對公式(11)各發電機轉子角和轉速求導可得公式(12):由公式(13)得到機組動態穩定性指標；定義Ldyi G卜Α)為A區域內第i臺機組動態穩定性指標，Zoy的意義定量評價發生振蕩后區域內各機組的動態穩定性，找到區域內動態穩定性較弱的機組，動態穩定性較弱的機組會對整個區域的慣量中心運動軌跡起決定作用，其中久.、//,.、δPcoi為第i臺發電機的阻尼系數、慣性時間常數、轉子角、轉速，δ ,⑶P ω,肌為慣性中心轉子角及轉速；以慣性中心的轉子角、轉速構建慣性中心坐標系，^分別為基于慣性中心坐標下的各發電機轉子角以及轉速；δ ’Ε0、ω ’Ε0、Η’Ε0分別本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種基于動態響應因子的多機系統直流功率調制控制方法，其特征包括下列步驟：1）求取振蕩參與因子：求取振蕩參與因子，根據振蕩參與因子大小判斷區域間振蕩時各發電機參與程度；2）定義動態響應因子：以振蕩參與因子為權系數對發電機動態聚合，定義動態響應因子以確定等值慣量中心主導機群；3）慣性中心轉子運動方程：對區域內發電機進行聚合，得到以動態響應因子為權系數的等值慣性中心的等值轉子角、轉速，推導出等值慣性中心的轉子運動方程，完成對兩端交流系統的區域間等值，并推導直流系統狀態方程，得到等值后的交直流混合系統微分代數方程組；4）非線性最優控制規律：以兩端等值系統的相對轉子角增量作為直流功率調制的控制輸出，以等值慣性中心的等值轉子角、角速度、慣性時間常數和交流聯絡線傳輸的有功功率構建微分代數模型，判斷其是否存在微分同胚坐，若存在，將非線性微分代數系統經過坐標映射轉化為線性系統并得到對應的坐標映射下的能控標準型，找到其對應的直流功率控制輸入udc，最后根據線性最優二次型原理和微分同胚可逆性推導出非線性最優控制規律。
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：陳厚合，李國慶，姜濤，王振浩，王鶴，王利猛，辛業春，于娜，殷琦，
申請(專利權)人：東北電力大學，
類型：發明
國別省市：
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