[发明专利]一种新能源电力系统时滞依赖稳定性的判定方法

说明书

本发明公开了一种新能源电力系统时滞依赖稳定性的判定方法，所述方法基于Wirtinger不等式和Markov模型，用于分析电力系统所能承受的最大时滞稳定裕度。首先建立基于Markov模型的依赖时滞的新能源电力系统模型，并将该系统模型建立为离散Markov跳变线性系统模型；然后针对所建立的模型构建Lyapunov泛函，在泛函的求导过程中采用Wirtinger不等式进行放缩，以减少判据的保守性；最后将所得判据利用一组线性矩阵不等式(LMI)进行表示。通过本发明所述方法，提高了电网运行的安全和稳定性。

技术领域

本发明属于电力系统，具体涉及一种新能源电力系统时滞依赖稳定性的判定方法。

背景技术

在电力系统中，衡量电能质量的主要指标有电压偏差、频率偏差、谐波、电压波动与闪变、三相电压不平衡度等。在电力系统的运行中，要求任何时刻系统所发出的功率与负荷消耗的功率应该是平衡的，并且频率处在额定值，而发电厂出力的变化和负荷的变化均会引起频率的改变。电力系统中任何突发的扰动都可能引起频率的变化，并且系统负荷随时都可能发生变化并且很多情况是无法预料和控制的。因此为了保证电力系统能够保持稳定的负荷频率，需要一个有效的负荷频率控制系统，当电网系统受到频率扰动后以及出现频率偏差时，电力系统的频率应当保持或较快恢复到稳定范围内。以风能、太阳能、海洋能、生物质能为代表的新能源很大程度上受所处的地理位置和自然环境的影响，具有高度的波动性和随机性，因此会导致新能源并入电网并不能像火电、水电等常规发电机组一样，可以保证其输出功率的稳定性。目前对于新能源发电的输出功率尚不能进行较准确地预测，这种功率的波动将会给电力系统的电能质量和经济运行带来显著影响。因此从某种意义上讲，新能源并入电网时，新能源机组是电力系统一个具有随机性和波动性的干扰，新能源并入电网引起的电网负荷频率稳定性是一个值得研究和重视的问题。

随着以风能、光伏为主要代表的新能源接入传统电厂，新能源逐渐代替传统能源，缓解了传统能源的使用压力，但由于新能源产能变化的间歇性和随机性，以及新能源发电的波动性和不可预测性，大规模新能源并网必然会给电力系统的稳定造成影响，对电力系统的负荷频率控制提出了新的挑战。

在此基础之上，由于电力系统网络不断扩大，并且由于网络拥堵以及丢包等一些问题的存在，使得电力系统中不可避免会出现时滞问题。已有研究表明，即使很小的时滞都可能对电力系统稳定性产生影响。因此考虑电力系统所能承受的最大时滞，对于电网的安全稳定运行具有十分重要的意义。

发明内容

发明目的：针对现有技术中存在的问题，本发明提出一种新能源电力系统时滞依赖稳定性的判定方法。

技术方案：一种新能源电力系统时滞依赖稳定性的判定方法，所述方法基于

Wirtinger不等式和Markov模型，包括以下步骤：

(1)建立新能源电力系统中依赖时滞的负荷频率控制模型；

(2)将新能源电力系统负荷频率控制模型转化为基于Markov模型的新能源电力系统模型；

(3)构建Lyapunov泛函，并通过Wirtinger不等式进行放缩，进而对系统的渐进稳定性进行判定，再对系统的H_∞稳定性进行判定；

(4)求解新能源电力系统所能承受的最大时滞。

进一步的，步骤(1)所述负荷频率控制模型的建立包括如下步骤：

在传统的电力系统的模型中，加入风能对系统模型中的频率的影响，将其视为一个外界的随机扰动，加在系统模型的扰动项中，如下表达式：