一种用于分析含风电电力系统随机稳定性的方法
【专利摘要】本发明属于电力系统领域，尤其是涉及一种用于分析含风电电力系统随机稳定性的方法，该方法利用随机微分方程对系统中存在的随机扰动进行建模，给出适用的随机稳定性定义，利用随机微分方程理论，Ito公式，随机Lyapunov能量函数方法找到了实用的随机渐近均方稳定判据，并推导出状态矩阵参数不确定系统的随机稳定性判据。本发明能够更准确揭示随机稳定性的本质，克服确定性分析方法不够的准确的缺点，使得模型更精确，并对改善系统控制提供新的理论和方法；从随机系统角度提出了适用于电力时变参数系统的随机稳定性定义；提出了较为实用的电力系统随机时变参数系统的稳定判据，与其它方法相比具有简洁性，实用性。
【专利说明】—种用于分析含风电电力系统随机稳定性的方法
【技术领域】
[0001]本发明属于电力系统领域，尤其是涉及一种用于分析含风电电力系统随机稳定性的方法。
【背景技术】
[0002]现代电力系统中存在着大量随机扰动，且在不同程度上影响着系统稳定性及电能质量。传统的电力系统稳定性分析大多是在给定系统运行状态、元件参数、干扰方式的情况下进行，使用常微分方程描述系统动态行为，通过求解状态方程的特征根来分析其稳定性。对于系统中存在的大量随机扰动现象，如负荷的随机波动、原动机扭矩的随机振动、互联大电网中功率角的随机振荡、风力发电中风速随机变化等，通常运用概率统计的方法来处理和解决。该领域已经有了比较长的研究历史，而且也取得了相当多的研究成果。然而常微分方程是基于黎曼积分的确定性方程，因此传统研究方法的本质仍然是确定性方法，计算量大，且给出的是稳定性分析的统计结果，无法从本质上描述随机因素对系统动态过程的影响。
[0003]随机微分方程(Stochastic Differential Equation)在描述系统随机扰动时具有优势，其基于随机积分(Stochastic Integral)直接刻画系统中存在的随机扰动变量，可以更准确的建立电力系统数学模型，进而得到更准确的稳定性分析方法和控制策略。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于，针对目前常规稳定性分析方法无法准确分析含风电电力系统受到随机扰动影响的缺点，提供一种用于分析含风电电力系统随机稳定性的方法，所述方法包括以下几个步骤:
[0005]步骤1、利用随机微分方程对系统中存在的随机扰动进行建模，建立电力系统的时变参数动态模型；
[0006]步骤2、从实用及理论角度出发给出适用的随机稳定性定义；
[0007]步骤3、利用随机微分方程理论，Ito (变量替换)公式，随机Lyapunov (李雅普诺夫)能量函数方法找到了实用的随机渐近均方稳定判据，并推导出状态矩阵参数不确定系统的随机稳定性判据。
[0008]所述方法中的步骤I主要包括:
[0009]步骤101、根据异步风机的戴维宁等效电路设立风电机组的定子电流方程为:
【权利要求】
1.一种用于分析含风电电力系统随机稳定性的方法，其特征在于，所述方法包括以下几个步骤: 步骤1、利用随机微分方程对系统中存在的随机扰动进行建模，建立电力系统的时变参数动态模型； 步骤2、从实用及理论角度出发给出适用的随机稳定性定义； 步骤3、利用随机微分方程理论，Ito公式，随机Lyapunov能量函数方法找到了实用的随机渐近均方稳定判据，并推导出状态矩阵参数不确定系统的随机稳定性判据。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法中的步骤I主要包括: 步骤101、根据异步风机的戴维宁等效电路设立风电机组的定子电流方程为:
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法中的步骤2主要包括: 定义系统的矩稳定性；对于随机线性微分方程系统
dX (t) =AtX (t)，X (t0) =X0 ； 其中B(t)为m维Wiener过程，At为nXn时变参数状态矩阵，CSnXn实矩阵，X(t)为系统随机状态变量；对系统初始平衡状态XUtl)若有:
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法中的步骤3主要包括: 步骤301、对于含大规模风电场的电力系统，考虑风机随机投切扰动，系统的状态方程可以表示为如下线性系统:dX (t) =AtX (t)，X (t0) =X0 ； 其中At=A。+ σ (t)，Ac为状态矩阵确定性部分，C</) = 7]{t) +冲)，为nXn随机向量矩阵； 步骤302、将上述线性系统的Kolmogorov后退算子记为L，记矩阵P=[Pij]nXn e RnXn,其是以下Lyapunov函数的正定解
(A ? A) TP+P (A ? A) =-Q (Q>0)，易得
5.一种用于分析含风电电力系统随机稳定性的方法的应用，其特征在于，包括:随机微分方程在含风电场电力系统随机时变参数系统建模中的应用和随机渐近均方稳定判据的在分析电力系统随机时变参数系统中的应用。
【文档编号】H02J3/00GK103915839SQ201410138553
【公开日】2014年7月9日 申请日期:2014年4月8日 优先权日:2014年4月8日
【发明者】周明, 元博, 李庚银 申请人:华北电力大学