大規(guī)模電力系統(tǒng)的廣域自適應阻尼控制

隨著我國電網(wǎng)規(guī)模的不斷擴大，特別是長鏈式巨型交流同步系統(tǒng)的形成，弱阻尼的低頻振蕩成為影響系統(tǒng)動態(tài)性能和限制區(qū)間與區(qū)內(nèi)重要斷面輸電能力的重要因素?，F(xiàn)有的阻尼控制系統(tǒng)，因基于離線模型和特定運行方式設計、且囿于采用本地測量進行反饋控制，不能很好地解決大電網(wǎng)的區(qū)間振蕩問題。廣域測量系統(tǒng)（WAMS）打破了這一陳規(guī)，能提供時空坐標下系統(tǒng)全局的動態(tài)信息。基于此，本項目研究采用廣域測量的自適應阻尼控制系統(tǒng)：在系統(tǒng)構(gòu)架方面，研究基于WAMS的融合分散控制與集中決策的分層遞階控制體系；在控制理論方面，研究在線辨識與協(xié)調(diào)優(yōu)化相結(jié)合的設計方法以及自適應神經(jīng)網(wǎng)絡控制理論；并針對我國電網(wǎng)的具體特點- - 區(qū)間弱聯(lián)系引起弱阻尼超低頻振蕩，和廣域控制的特有問題- - 通信延遲和可靠性設計等，進行深入研究。通過數(shù)值仿真和動模試驗等手段驗證理論和算法的正確性和有效性，并爭取與工程實際相結(jié)合，推動研究成果的實用化。 2100433B

序

前言

第1章　緒論

1.1電力系統(tǒng)重大穩(wěn)定事件

1.1.1幾次重大的停電事故及啟示

1.1.2我國的穩(wěn)定性試驗及啟示

1.2廣域測量系統(tǒng)

1.2.1廣域測量系統(tǒng)的發(fā)展

1.2.2同步相量測量技術

1.2.3廣域測量技術的應用及進展

1.2.4國內(nèi)外基于廣域測量系統(tǒng)的典型工程應用

1.3電力系統(tǒng)動態(tài)功角穩(wěn)定性

1.3.1電力系統(tǒng)穩(wěn)定性

1.3.2動態(tài)功角穩(wěn)定性

1.3.3廣域電力系統(tǒng)條件下的動態(tài)功角穩(wěn)定問題

1.4本書的主要內(nèi)容

參考文獻

第2章　電力系統(tǒng)動態(tài)建模與分析

2.1多機系統(tǒng)動態(tài)建模

2.1.1同步發(fā)電機6階Park模型

2.1.2同步發(fā)電機d—q軸等值電路

2.1.3同步發(fā)電機實用模型

2.1.4多機系統(tǒng)線性化模型

2.2幅頻域模式分析

2.2.1模式分析

2.2.2傳遞函數(shù)、留數(shù)、可控性與可觀性

2.3基于數(shù)據(jù)的建模分析

2.3.1主導模式

2.3.2模型降階

2.3.3降階辨識原理

2.3.4降階辨識的誤差分析

參考文獻

第3章　響應信號分析方法

3.1電力系統(tǒng)響應信號

3.2響應信號分析方法

3.2.1傅里葉變換

3.2.2Prony方法

3.2.3Hilbert—Huang變換法

3.2.4ESPRIT法

3.2.5其他方法簡介

3.3實際系統(tǒng)應用

3.3.1江蘇電網(wǎng)低頻振蕩動態(tài)跟蹤系統(tǒng)

3.3.2日本西部電網(wǎng)振蕩模式分析案例

參考文獻

第4章　類噪聲信號辨識方法

4.1類噪聲信號

4.2類噪聲信號辨識方法

4.2.1ARMA模型法

4.2.2隨機子空間方法

4.2.3自適應濾波器算法

4.2.4其他方法簡介

4.3辨識信號的選取

4.3.1類噪聲信號的功率譜

4.3.2關鍵節(jié)點選取功率譜指標

4.3.3關鍵節(jié)點信號的選擇方法

4.4辨識信號的預處理

4.4.1去趨勢

4.4.2預濾波

4.4.3再采樣

4.5辨識結(jié)果可信度分析

4.S.1蒙特卡羅法

4.5.2自助分析法

4.6實際系統(tǒng)應用

4.6.1南方電網(wǎng)仿真算例

4.6.2WECC實時動態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)

……

第5章　小幅激勵響應辨識方法

第6章　電力系統(tǒng)閉環(huán)辨識理論

第7章　電力系統(tǒng)廣域動態(tài)穩(wěn)定控制

第8章　魯棒極點配置法

第9章　留數(shù)補償控制法

第10章　近似動態(tài)規(guī)劃控制方法

第11章　無模型自適應控制方法

第12章　廣域時滯系統(tǒng)分析與控制器設計

第13章　多回直流廣域自適應阻尼控制介紹

附錄A同步發(fā)電機d—q軸等值電路方程及參數(shù)推導

附錄B同步發(fā)電機實用模型推導

附錄C電力系統(tǒng)無模型自適應控制中的限幅環(huán)節(jié)處理

附錄D無模型自適應控制閉環(huán)系統(tǒng)有界性條件證明 2100433B

同步相量測量是近20幾年發(fā)展起來的一項新技術，而由此產(chǎn)生的相量測量單元（PMU）和廣域測量系統(tǒng)（WAMS）在國內(nèi)外均得到了廣泛應用，為一些傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)經(jīng)典難題的解決提供了新思路和新手段。本書針對動態(tài)穩(wěn)定問題，結(jié)合作者十余年的理論研究結(jié)果和工程應用體會，系統(tǒng)介紹了利用廣域?qū)崪y信息進行電力系統(tǒng)特性辨識和控制器設計方面的基礎知識和最新進展。本書分為三個主要部分。第一部分是相關背景和基礎知識的介紹，第二部分是對電力系統(tǒng)各種不同類型測量信號辨識方法的介紹，第三部分是對廣域動態(tài)穩(wěn)定控制方法和應用技術的介紹。本書在系統(tǒng)介紹理論和方法的同時，也結(jié)合了大量實際電網(wǎng)的仿真和應用案例，可供從事相關領域工作的高校教師和研究生、科研機構(gòu)研究人員或電網(wǎng)運行部門工程師參考。

將變結(jié)構(gòu)控制與自適應控制有機的結(jié)合起來的變結(jié)構(gòu)自適應控制，是解決參數(shù)不確定或時變參數(shù)系統(tǒng)問題的一種新型的控制策略。概括地說，所謂自適應變結(jié)構(gòu)控制，就是系統(tǒng)能自動改變切換線斜率，對于給定的初始條件，其正常軌跡首先到達初始切換線上的滑模區(qū)，經(jīng)過若干次自適應的斜率調(diào)整，最后使軌跡進入最終切換線上的滑模區(qū)，在保持變結(jié)構(gòu)控制強魯棒性的前提下，以最快的速度實現(xiàn)變結(jié)構(gòu)控制。自適應變結(jié)構(gòu)控制可以實現(xiàn)大系統(tǒng)的分散鎮(zhèn)定、模型跟蹤等復雜控制問題，所有這些研究，實際上是用變結(jié)構(gòu)思想來設計自適應控制系統(tǒng)。另一方面，在變結(jié)構(gòu)控制器中不連續(xù)項控制增益可以利用自適應思想進行在線估計，得到了一些研究結(jié)果。

近年來，變結(jié)構(gòu)模型參考自適應控制理論取得了一系列重要進展，由于該方法具有良好的過渡過程性能和魯棒性，在工程上得到了很好的應用，同時在衛(wèi)星姿態(tài)控制上也發(fā)揮了很重要的作用。設計一種新型的動態(tài)滑動模面，滑動模面參數(shù)通過采用自適應算法估計得到，從而實現(xiàn)非線性系統(tǒng)的模型參考自適應滑?？刂?這種滑?？刂破饕话愣夹枰珊教炱鲬T量陣不確定性的上下界來確定控制器的參數(shù)，以保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性，這種控制器仍然存在對航天器慣量及其不確定性的依賴。 2100433B