[发明专利]基于平方和的含不确定参数交直流系统稳定域估计方法

说明书

本发明公开了基于平方和的含不确定参数交直流系统稳定域估计方法。所述方法包括以下步骤：考虑直流换流器控制状态切换特性，建立用于暂态稳定性分析的含不确定参数交直流混合电力系统的数学模型；当不确定参数为零时，利用潮流计算交直流混合电力系统的稳定平衡点，并将其作为含不确定参数交直流混合电力系统的稳定平衡点，并将数学模型的稳定平衡点转换至原点；将数学模型中的三角函数变换成多项式；根据李雅普诺夫稳定性理论和数学模型，利用平方和分解优化算法求得交直流混合电力系统在确定参数处于给定范围内的稳定域。本发明可用于分析和评估暂态稳定性的影响因素，有利于对电力系统的暂态控制和参数优化。

技术领域

本发明涉及交直流电力系统暂态稳定域估计技术领域，特别涉及一种基于平方和的含不 确定参数交直流系统稳定域估计方法。

背景技术

直流输电系统凭借其快速调节能力和功率传输的灵活性，在大容量远距离输电以及多区 域间的电力联络之间得到了快速应用，随着直流馈入比例的增大，直流换流站多种控制方式 对交直流系统稳定性的影响分析，也越来越重要。对于含有高压直流输电的电力系统，其高 复杂性、强非线性以及多尺度控制相互影响的特性，需要更加准确且有效的稳定判定与控制 手段，才能在保证系统安全稳定运行的基础上，最大程度的发挥直流系统的优势。交直流系 统中各个电气设备的动态特性受到多个控制环节的影响，较为复杂且难以精确建模，因此传 统基于能量函数与稳定域进行稳定性分析的方法主要依赖于较为简化的数学模型以及具体的 参数，因此存在一定的误差，加上稳定域估计方法本身的保守性，使得所求结果准确度进一 步降低，难以满足未来多馈入直流的复杂电力系统供电稳定性的要求。除了在对模型进行简 化与近似过程中产生的误差，实际工程中，电力系统本身就具有较强的不确定性，在模型方 面主要体现随着运行环境和时间的变化，元器件受到影响而使其工作特性、放大倍数等参数 发生变化，与出厂时的铭牌参数存在着一定范围内的差异，进而导致实际暂态运行过程中的 系统模型与用于稳定性评估的数学模型中间存在着误差，亦是一种不确定性。因此，如何估 计稳定域边界，使其在关键控制参数存在一定范围内误差时，依然能较为准确的提供稳定信 息，来更好的挖掘更深层次的机理问题以及控制策略的提出，依然是一个难题。

有文献(S.Wang，Z.She and S.S.Ge.Estimating Minimal Domains ofAttraction for Uncertain Nonlinear Systems[J].IEEE Transactions on Systems，Man，and Cybernetics：Systems， early access，doi：10.1109/TSMC.2020.2980673.)在理论方法本身上较为接近，但是属于数学领 域，并未用于电力系统专业领域，进一步的，该文献没有针对非线性切换系统，尤其是交直 流混合电力系统的稳定域估计，仅仅针对含不确定参数的普通非线性系统进行稳定域估计。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种基于平方和的含不确定参数交 直流系统稳定域估计方法，该方法可用于含不确定参数的交直流系统稳定域估计，有利于对 交直流系统的暂态控制和参数优化。本发明针对系统范围更广，且可以在考虑直流控制切换 特性的基础上，不仅能通过建立公共李雅普诺夫函数进行稳定判定，还能对反映不同控制模 式影响下的交直流切换系统稳定域边界进行估计，对后续控制分析和参数配置等都有更广泛 的意义和作用。

本发明的目的至少通过如下技术方案之一实现。

基于平方和的含不确定参数交直流系统稳定域估计方法，包括以下步骤：

S1、考虑直流换流器控制状态切换特性，建立用于暂态稳定性分析的含不确定参数交直 流混合电力系统的数学模型；

S2、当不确定参数为零时，利用潮流计算交直流混合电力系统的稳定平衡点，并将其作 为含不确定参数交直流混合电力系统的稳定平衡点，并将步骤S1中的数学模型的稳定平衡点 转换至原点；