[发明专利]一种电力系统控制器确定方法

权利要求书

1.一种电力系统控制器确定方法，其特征在于，所述方法包括：

步骤S1：构建电力系统状态方程模型；

步骤S2：确定电力系统状态方程模型的状态系数矩阵和控制系数矩阵；

步骤S3：根据希望的闭环极点分布，确定稳定度相关常数；

步骤S4：基于带有参数的电力系统状态方程模型，求解改进的黎卡提方程，获得解矩阵；

步骤S5：根据U^*(t)＝-K^*X(t)＝-B^TPX(t)确定基于稳定度的最优控制器；其中，X(t)为n维状态向量，P为解矩阵，B为控制系数矩阵，U^*(t)为基于稳定度的最优控制器。

2.根据权利要求1所述的电力系统控制器确定方法，其特征在于，所述构建电力系统状态方程模型，具体包括：

步骤S11：构建单机无穷大电力系统的基本方程，所述基本方程包括：发电机转子运动方程，单机无穷大电力系统的功角方程，发电机端电压方程，励磁绕组电磁暂态方程和励磁功率单元的微分方程；

步骤S12：对所述单机无穷大电力系统的基本方程进行小偏差线性化处理，获得发电机转子运动偏差方程、励磁绕组电磁暂态偏差方程、励磁功率单元的偏差方程、单机无穷大系统的功角偏差方程和发电机端电压偏差方程；

步骤S13：选取所述功角偏差方程中的有功功率偏差ΔP_e、所述发电机转子运动偏差方程中的发电机角速度偏差Δw和所述发电机端电压偏差方程中的发电机机端电压偏差ΔV_t作为状态向量，选取所述励磁绕组电磁暂态偏差方程中的励磁功率偏差ΔE_fd作为控制量；

步骤S14：基于所述状态向量和所述控制量建立所述电力系统状态方程模型。

3.根据权利要求1所述的电力系统控制器确定方法，其特征在于，所述确定电力系统状态方程模型的状态系数矩阵和控制系数矩阵，具体包括：

步骤S21：基于单机无穷大系统确定电力系统参数；所述电力系统参数包括电抗参数、发电机励磁绕组的时间常数、阻尼系数、机组转子惯性时间常数和发电机转子同步角速度；所述电抗参数包括d轴同步电抗、d轴暂态电抗、q轴同步电抗、主变压器电抗和线路电抗；

步骤S22：基于所述电抗参数确定第一中间参数；

步骤S23：利用Matlab工具对单机无穷大系统进行潮流计算，确定单机无穷大系统稳定状态时的机端电压和有功功率；

步骤S24：基于单机无穷大系统的电力系统参数、第一中间参数、稳定状态时的机端电压和有功功率确定第二中间参数；所述第二中间参数包括：稳态时的电流有效值、假想电势、功角、发电机d轴电流、发电机空载电动势和q轴暂态电动势；

步骤S25：基于单机无穷大系统的电力系统参数、第一中间参数、稳定状态时的机端电压和有功功率以及第二中间参数确定电力系统状态方程模型中的状态系数矩阵和控制系数矩阵。

4.根据权利要求3所述的电力系统控制器确定方法，其特征在于，所述基于所述电抗参数确定第一中间参数，具体包括：

步骤S221：基于X_d∑＝X_d+X_T+X_L确定第一中间参数X_dΣ；其中，X_d为d轴同步电抗，X_T为主变压器电抗，X_L为线路电抗；

步骤S222：基于X'_d∑＝X'_d+X_T+X_L确定第一中间参数X_d′_Σ；其中，X_d′为d轴暂态电抗；

步骤S223：基于X_q∑＝X_q+X_T+X_L确定第一中间参数X_qΣ；其中，X_q为q轴同步电抗；

步骤S224：基于X_S＝X_T+X_L确定第一中间参数X_s；

步骤S225：基于确定功率因数角其中，λ为发电机的功率因数。