基于广域测量技术的电力系统时滞相关稳定性分析

【摘要】：系统未来的发展趋势不仅由当前状态决定,而且由过去的状态决定,这类系统称为时滞系统。近年来,随着电力系统的建设与发展,进行电力系统的稳定性分析并研究与广域测量系统(Wide Area Measurement System,WAMS)相关的系统稳定性分析及控制方法变得越来越重要。WAMS能够通过相量测量单元对电力系统中的电压、频率、功率以及发电机功角等进行实时测量,然后对测量数据进行集中分析与监控,可以达到对电力系统监控、分析以及控制的目的,同时可以对系统进行在线稳定性分析,并且为广域电力系统的控制和运行提供了一些数据支持。但是采集的数据通过WAMS后,会在测量点与控制中心之间产生时间延迟,从而使得电力系统模型转变成为具有时间延迟的系统模型。本文针对电力系统的时滞相关稳定性问题进行研究,取得以下成果:其一提出了一种基于有限区间二次函数上界判定方法的时滞电力系统稳定性判据,该判据引入了一个关于时变时滞的二次函数以及积分不等式,同时通过构造新的L-K泛函,来得到保守性较低的稳定性判据。其二研究了基于WAMS环境下的单机时滞电力系统稳定性。在基于有限区间二次函数上界判定方法的时变时滞电力系统稳定性判据的基础上,提出了一种含参数扰动情况下的鲁棒稳定性判据。以单机无穷大系统建立模型,研究了时滞上界和时滞变化率以及扰动量之间的关系,同时对励磁器增益常数K_e以及电力系统稳定器PSS增益常数K_(PSS)和时滞上界之间的关系进行了分析。其三研究了基于WAMS环境下的多机时滞电力系统稳定性。运用保守性更低的二次函数上界判定方法来得到更有效的时变时滞电力系统稳定性判据。再运用Matlab中的LMI工具箱得到系统的时滞稳定裕度,最后通过Simulink进行仿真得到系统的状态轨迹,进一步证明本文方法具有很好的现实意义以及优越性。