[其他]大电力系统强自适应稳定控制方法及装置

说明书

本发明涉及一种能大幅度提高多机电力系统稳定水平的自适应分散综合最优稳定控制器的设计方法和工程实现手段。

传统常规的自动电压调节器（AVR）采用古典控制原理实现电力系统机端电压的PID调节有效的维持机端电压恒定，并对系统中大干扰有一些抑制能力，但是它提供的负阻尼作用往往产生或加重系统的低频振荡。（特别是大机组和快速励磁情况）;60年代末提出的电力系统镇定器（PSS）是在原励磁系统中引入一个附加稳定信号（有时须进行超前或滞后校正）以通过调节励磁来供给系统附加阻尼力矩，丛而达到抑制低频振荡的目的。但是其频率范围较窄，难以在多机系统中协调配置和进行参数整定，其设计依赖于运行状态和网络结构;近年来提出的线性最优稳定器（LOS）是根据最优控制理论按线性化系统进行设计，能有效的抑制多机多模式的高频和低频振荡，但是在大干扰非线性稳定方面无能为力。并且控制器参数随运行点改变，在多机系统中需要远距离信息传输，交叉反馈，所以实现困难，可靠性更难保证。至今尚未有能大幅度提高多机电力系统暂态和动态等综合稳定水平的措施。

本发明的任务是提供一种有效易行、可随机配套、具有强自适应能力的分散综合最优稳定器。安装在多机电力系统中的每一机组上。对任合网络结栒的多机电力系统处于任何运行点和经受任何类型的干扰时都具有恢复稳定的最佳效果。

本发明是建立在下列首创的设计基础上：

1）分析电力系统故障后各量变化情况可见各机端电流I和功率P（或相应的其它量）很好地反应了具体网络结构、运行点和故障类型以及机组间的关联作用。通过体现系统非线性和关联性的这些状态量可实时测出，不经任何简化和近似可以从最原始的系统方程式导出适合多机系统最优控制的解耦压缩状态空间方程式。当系统各元件采用适当的模型可以建立如下状态方程式：

简记为：_i＝A_iX_i+B_iU_i+C_i（t）

2）根据大系统分解协调的关联予报思想，用庞德里亚金极大值原理导出分散最优控制规律，推导得这些反馈增益的计算公式：

U_i＝F_iX_i+G_iC_i（t）……（2）

其中：F_i＝-R^-1_iB^-1_iK_i……（3）

G_i＝R^-1_iB^-1_i（A^-1_i-K_iB_iR^-1_iB^-1_i）^-1K_i……（4）

K_i为代数Riccati方程式的解：

K_iA_i+A^-1_iK_i-K_iB_iR^-1_iB^-1_iK_i+Q_i＝0……（5）

3）由于I_d和E^′_g在实际工程中不易测量，利用同步电机的基本公式导出了它们与现代科学技术易测量P_e，I_t，V_t，cosφ的关系：