[发明专利]一种电力系统控制器确定方法

说明书

本发明公开一种电力系统控制器确定方法，所述方法包括：构建电力系统状态方程模型；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；根据希望的闭环极点分布，确定稳定度相关常数n；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；根据解矩阵确定基于稳定度的最优控制器，通过控制器的作用，使得所有闭环极点都在s＝‑n的左侧，进而提高电力系统的稳定性。

技术领域

本发明涉及电力系统稳定性控制技术领域，特别是涉及一种电力系统控制器确定方法。

背景技术

电力系统的稳定性对电网的安全性和可靠性有着重要影响，通过各种各样的措施来增强电力系统的稳定性，对于社会经济的健康发展和人们生活质量的提高有着十分重要的意义。为了提高电力系统的稳定性，除了进行合理的规划、建设和调度外，采取有效的控制策略是提高电力系统稳定性的主要措施。通过设计有效的控制器，可以提高电力系统的稳定性，从而为电力系统的安全可靠运行提供重要保障。

目前，现有控制器确定方法存在以下问题：1)、一些控制器的设计仍然需要获取远方其它机组的状态量，这在跨区域系统互联的情况下，会增加实时信息传输的成本；2)、一些控制器所使用的信号不便于在实际中测量，控制器的设计并未充分考虑其实用性和可行性，这样使得控制器的实现比较困难；3)、一些控制器的设计没有确定指标函数约束，无法使控制性能在一定指标下达到最优；4)、一些控制器对稳定性的控制没有给定程度方面的定量描述。

发明内容

基于此，本发明的目的是提供一种电力系统控制器确定方法，以提高电力系统的稳定性。

为实现上述目的，本发明提供了一种电力系统控制器确定方法，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。

可选的，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。

可选的，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：