[发明专利]一种基于高阶辅助函数的电力系统调频事件触发控制方法

说明书

本发明公开了一种基于高阶辅助函数的电力系统调频事件触发控制方法，该方法包括步骤1：建立包含事件触发控制的离散化时滞LFC动态模型；步骤2：采用高阶辅助离散函数不等式，推导具有时滞相关LFC系统Lyapunov稳定分析判据，求解所述的LFC系统在不同控制器参数和事件触发参数下的时滞稳定裕度；步骤3：进一步提出基于事件触发和输出反馈的LFC控制器协同设计方案，设计包含事件触发控制的时滞系统控制器参数，在三区域互联系统中验证所设计控制器效果。本发明提供的基于高阶辅助函数的电力系统调频事件触发控制方法，在考虑网络时滞条件下有效抑制了系统频率和联络线功率振荡，保证系统时滞稳定性并减少了网络通信的冗余传输，减轻了网络负担。

技术领域

本发明涉及电力系统稳定分析与控制技术领域，特别是涉及一种基于高 阶辅助函数的电力系统调频事件触发控制方法。

背景技术

电力系统负荷频率控制的基本目标是维持各区域间发电与负荷之间的 平衡。在负荷频率控制中，区域控制偏差ACE信号的传输需要借助通信网 络来实现大数量和大范围的信息交换，会带来时间延迟、数据丢包和乱序等 多种通信问题，给电力系统的安全稳定运行带来新的挑战。

申请号为2021105015662的中国发明专利公开了一种电力系统负荷频率 控制稳定分析和控制器设计方法，其考虑了实际LFC系统时变时滞的特点， 提出的控制器设计准则能够快速求解时变时滞下输出反馈增益，有效抑制 小扰动下系统的频率振荡，增强时滞系统的稳定性。但其是基于传统周期 采样的时间触发型时滞电力系统调频控制虽然简单易于实现，能够保证系统 的时滞稳定性，但频繁的通信会造成网络拥塞，较高的数据传输要求大量占 用有限的通信和计算资源。对于传输负担重和通信时间短的系统，需要设置合理的通信和控制方案来降低传输负担。实际应用中，ACE信号的传输受到 网络通信约束的影响，需要LFC系统在保证频率控制效果的同时尽可能的 减少通信次数来节约网络资源。

为减少通信压力，事件触发控制ETC的通信间隔不再为常数，根据预 定义的触发条件来决定是否传送数据，当触发条件成立时，传输控制信息， 能够实现“按需通信”，在系统平稳运行状态时节省了大量通信资源，而在系 统状态变化较大时保证系统的必要通信。同时考虑通信时滞和网络带宽资源 受限对LFC系统控制性能的影响，利用更少的通信资源实现系统控制性能， 将事件触发机制和输出反馈控制器进行协同设计，具有实际应用价值。

发明内容

本发明提供了一种基于高阶辅助函数的电力系统调频事件触发控制方 法，该方法考虑网络时滞条件，采用事件触发控制，同时考虑了通信时滞和 网络带宽资源受限对LFC系统控制性能的影响；有效抑制了系统频率和联络 线功率振荡，减少了振荡次数从而保证良好的控制性能。同时，也显著减少 了网络传输的通信量，减轻了网络负担，为加强电网物理信息融合提供了新 思路。

为实现上述目的，本发明所采取的技术方案包括如下步骤：

一种基于高阶辅助函数的电力系统调频事件触发控制方法，包括以下步 骤：

步骤1：建立包含事件触发控制的离散化时滞LFC动态模型；

步骤2：采用高阶辅助离散函数不等式，推导具有时滞相关LFC系统 Lyapunov稳定分析判据，求解所述的LFC动态模型在不同控制器参数和事 件触发参数下的时滞稳定裕度；

步骤3：进一步提出基于事件触发和输出反馈的LFC控制器协同设计方 案，设计包含事件触发控制的时滞系统控制器参数，在三区域互联系统中验 证所设计控制器效果。

可选的，所述步骤1：建立包含事件触发控制的离散化时滞LFC动态模 型，具体包括：

(1)针对具有通信延迟的LFC系统，建立所述的多区域LFC动态模型：