基于马尔科夫的跳变电力系统时滞稳定性分析系统及方法
【专利摘要】本发明公开了电力系统稳定分析【技术领域】中的一种基于马尔科夫的跳变电力系统时滞稳定性分析系统及方法。系统包括顺序相连的数据采集模块、模型建立模块、稳定性分析模块和结果输出模块；方法包括：采集跳变电力系统各种运行工况下的电力系统参数；建立跳变电力系统与马尔科夫过程的映射关系；建立基于马尔科夫的跳变电力系统时滞状态方程并对所述时滞状态方程进行降阶处理；根据降阶后的时滞状态方程确定跳变电力系统的时滞稳定判据；利用广义特征值法求解跳变电力系统的时滞稳定上限。本发明在考虑电力系统跳变特性的情况下，能够有效对电力系统时滞稳定性进行分析。
【专利说明】基于马尔科夫的跳变电力系统时滞稳定性分析系统及方法
【技术领域】
[0001]本发明属于电力系统稳定分析【技术领域】，尤其涉及一种基于马尔科夫的跳变电力系统时滞稳定性分析系统及方法。
【背景技术】
[0002]基于广域信息的反馈控制器的设计存在时滞问题，而这必然会造成控制器的控制效果降低，甚至出现负阻尼的情况。因此，迫切需要对系统的时滞稳定上限进行研究。
[0003]目前国内外学者在系统时滞稳定上限的研究方面取得了大量有益成果，主要可以分为2类:时域法和频域法。频域法通过求解超越特征方程，在一定程度上揭示了时滞系统的变化规律，但计算过程稍显复杂，且无法处理时变时滞，难以用于分析电力系统的时滞稳定性。时域法利用李雅普诺夫理论和线性矩阵不等式技术，分析时滞系统稳定性，可用于考虑时变时滞、随机跳变等复杂情况，适用范围较为广泛，但仅能得到判定时滞系统稳定的充分条件，具有一定的保守性。随着电力电力系统规模与复杂度的不断增加，电力系统负荷、运行方式以及运行参数往往会出现较大幅度波动，即发生跳变情况。此时，针对非跳变情况的时滞上限求解方法往往不能对系统进行有效分析，有时甚至无法分析。
[0004]针对以上问题，本发明提出一种基于马尔科夫的跳变电力系统时滞稳定性分析系统及方法。本发明从电力系统实际出发，能够有效解决负荷功率波动较大、运行方式调整多变以及运行参数变化频繁的情况下，随机跳变电力系统的时滞稳定性分析问题。首先利用读入的广域信号数据建立跳变电力系统时滞状态方程，并在有效保留系统中低频振荡成分的基础上降阶系统。其次，形成基于马尔科夫链和改进自由权矩阵的跳变电力系统时滞稳定判据，并将稳定判据等价变换，利用广义特征值法求解跳变电力系统时滞稳定上限，对时滞稳定性进行分析。基于IEEE4机11节点系统和IEEE16机68节点系统仿真表明，本发明在考虑电力系统跳变特性的情况下，能够有效对电力系统时滞稳定性进行分析。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于，提供一种基于马尔科夫的跳变电力系统时滞稳定性分析系统及方法，用于分析跳变电力系统时滞稳定性。
[0006]为了实现上述目的，本发明提出的技术方案是，一种基于马尔科夫的跳变电力系统时滞稳定性分析系统，其特征在于所述系统包括顺序相连的数据采集模块、模型建立模块、稳定性分析模块和结果输出模块；
[0007]所述数据采集模块用于采集跳变电力系统各种运行工况下的电力系统参数，并将采集的电力系统参数发送至模型建立模块；
[0008]所述模型建立模块用于建立跳变电力系统与马尔科夫过程的映射关系，并建立基于马尔科夫的跳变电力系统时滞状态方程，再对所述时滞状态方程进行降阶处理，最后将降阶处理后的时滞状态方程发送至稳定性分析模块；
[0009]所述稳定性分析模块用于根据降阶后的时滞状态方程确定跳变电力系统的时滞稳定判据，并利用广义特征值法求解跳变电力系统的时滞稳定上限，再将跳变电力系统的时滞稳定上限发送至结果输出模块；
[0010]所述结果输出模块用于输出跳变电力系统的时滞稳定上限。
[0011]一种基于马尔科夫的跳变电力系统时滞稳定性分析方法，其特征是所述分析方法包括:
[0012]步骤1:采集跳变电力系统各种运行工况下的电力系统参数；
[0013]步骤2:建立跳变电力系统与马尔科夫过程的映射关系，具体为，将跳变电力系统的每种运行工况分别对应到马尔科夫过程Π的一个离散点上；
[0014]步骤3:建立基于马尔科夫的跳变电力系统时滞状态方程并对所述时滞状态方程进行降阶处理；
[0015]步骤4:根据降阶后的时滞状态方程确定跳变电力系统的时滞稳定判据；
[0016]步骤5:利用广义特征值法求解跳变电力系统的时滞稳定上限。
[0017]所述基于马尔科夫的跳变电力系统时滞状态方程具体为:
【权利要求】
1.一种基于马尔科夫的跳变电力系统时滞稳定性分析系统，其特征在于所述系统包括顺序相连的数据采集模块、模型建立模块、稳定性分析模块和结果输出模块； 所述数据采集模块用于采集跳变电力系统各种运行工况下的电力系统参数，并将采集的电力系统参数发送至模型建立模块； 所述模型建立模块用于建立跳变电力系统与马尔科夫过程的映射关系，并建立基于马尔科夫的跳变电力系统时滞状态方程，再对所述时滞状态方程进行降阶处理，最后将降阶处理后的时滞状态方程发送至稳定性分析模块； 所述稳定性分析模块用于根据降阶后的时滞状态方程确定跳变电力系统的时滞稳定判据，并利用广义特征值法求解跳变电力系统的时滞稳定上限，再将跳变电力系统的时滞稳定上限发送至结果输出模块； 所述结果输出模块用于输出跳变电力系统的时滞稳定上限。
2.一种基于马尔科夫的跳变电力系统时滞稳定性分析方法，其特征是所述分析方法包括: 步骤1:采集跳变电力系统各种运行工况下的电力系统参数； 步骤2:建立跳变电力系统与马尔科夫过程的映射关系，具体为，将跳变电力系统的每种运行工况分别对应到马尔科夫过程Π的一个离散点上； 步骤3:建立基于马尔科夫的跳变电力系统时滞状态方程并对所述时滞状态方程进行降阶处理； 步骤4:根据降阶后的时滞状态方程确定跳变电力系统的时滞稳定判据； 步骤5:利用广义特征值法求解跳变电力系统的时滞稳定上限。
3.根据权利要求2所述的一种分析方法，其特征是所述基于马尔科夫的跳变电力系统时滞状态方程具体为:
4.根据权利要求3所述的一种分析方法，其特征是所述跳变电力系统的时滞稳定判据为:
5.根据权利要求4所述的一种分析方法，其特征是所述求解跳变电力系统的时滞稳定上限具体包括:子步骤Al:对跳变电力系统的时滞稳定判据进行等价变换，得到矩阵不等式
【文档编号】G06F19/00GK103886209SQ201410125991
【公开日】2014年6月25日 申请日期:2014年3月31日 优先权日:2014年3月31日
【发明者】马静, 李俊臣, 高翔, 黄天意 申请人:华北电力大学