时滞分布依赖的网络化电力系统负荷频率控制方法_2

文档序号:9790038阅读:来源:国知局
明显的改进与提升。
【附图说明】
[0054] 图1是考虑时滞概率分布的网络化电力系统随机时滞负荷频率控制动态模型。
[0055] 图2是本发明的系统控制方法流程图。
[0056] 图3是0 < T(t)<0.8:343s,Prob{T(t)e[0,0.5s)}=0.3,Prob{T(t)e[0.5s, 0.8343s)} =0.7时动态模型(3)的状态响应曲线与时滞。
【具体实施方式】
[0057] 本发明的优选实施例结合【附图说明】如下:
[0化引实施例一:
[0059] 参见图1和图2,本时滞分布依赖的网络化电力系统负荷频率控制方法,操作步骤 为:
[0060] (1)建立考虑通信时滞的网络化电力系统LFC动态模型;
[0061] (2)建立基于TCP^P协议的电力通信网络中网络诱导延时的时滞概率分布模型;
[0062] (3)建立时滞概率分布依赖网络化电力系统LFC动态模型;
[0063] (4)给出系统的Hoo性能条件;
[0064] (5)确定控制器增益矩阵K。
[0065] 实施例二:
[0066] 本实施例与实施例一基本相同,特别之处如下:
[0067] 1.所述步骤(1)建立考虑通信时滞的网络化电力系统LFC动态模型: r 1 对 f) = A\-(。+ 公W(〇 + 厂似 U) 0068 ' ...... =例〇
[0069] 其中:x(t)是系统的状态向量,.W)是x(t)对时间t的导数,u(t) =Ky[t-T(t)]是 系统的控制输入,K是待求解的系统控制器增益矩阵,T(t)是基于TCP^P协议的电力通信网 络中的时变通信延时,Tl含T(t)<T3,雌) 《片《1,f的是T(t)对时间t的导数,Ti,T3分别是 网络通信延时的延时下界与延时上界,y是一个小于1的正常数;《 (t)是能量有界的扰动信 号,y(t)是系统的控制输出,A,B,F,C是具有适当维数的常系数矩阵。
[0070] 2.所述步骤(2)建立基于TCP/IP协议的电力通信网络中网络诱导延时的时滞概率 分布模型:
[0071] 在基于TCP/IP协议的电力通信网络中,通信延时按照一定的概率在一定的时间间 隔内非均匀的分布。设时变网络诱导延时T(t)符合如下概率分布:
[0072] Prob[x(t) e [Tl, T2)] = 5 ,Prob[x(t) e [t2,13) ] = 1-5〇
[0073] 其中,Tl,T2,T3分别是T (t)的延时下界、时延分布临界值、延时上界。
[0074] 定义两个连续时间区间:Ql={t:T(t)e[Tl,T2)},Q2={t:T(t)e[T2,T3)}, l,i 居。,
[0075] 定义随机变量:鄉)二。,, '扣()6 诉(/) = 1}=王]拜
[0076] 贝" / 、 。 Pr ()W巧O = 0} =I - E !()'(〇}:= 1 _冷
[0077] 定义巧個'
[007引其中,0<5<l,E{S(t)}是S(t)的数学期望。
[0079] 3.所述步骤(3)建立时滞概率分布依赖网络化电力系统LFC动态模型:
[0080] 结合步骤(1)、(2),得到如下考虑时滞概率分布的网络化电力系统LFC动态模型。 x{l) - Ax(l) + S{i)BKC-.x[i - r. ( / j] + [! - <!)(/)]^ACx[/ - r-, (/)] + 0.X1)
[0081] i -'
[0082] 4.所述步骤(4)给出了系统的Hoc性能条件:
[0083] 给定正常数11,12,13,4,5,对于给定的扰动抑制水平丫>〇及控制增益矩阵1(,如果 存在适当维数的对称矩阵口>0,化>0。= 0,1,...,4),獻>0及^^^ ^ >()(/二!,2),使得线 T,, * 本 _ 性矩阵不等式r;,* <0成立, -Al 0
[0084] 其中;
[0086] an = PA+A^P+Q〇-Ro+C^, a2i = Ro, asi = 5C WP, asi = (I -5) C VB^P , ayi=F^P ,
[0087] 322 = -Qo+Q广Ro-Rl,日32 = R广Ul,日42 = Ul,日33 = - ( I-U ) ( Q广化)-2Rl+化+UlT ,日43 = R广 Ui,
[008引 曰44 = -Q2+Q3-R广R2,a日4 = R广化,日64 =化,a日日=-(1-U) (Q3-Q4) -2R2+化+化T, a化=R2- 化,
[0089] 曰66 =-尺广化,日77 = - 丫 21
[0090] r 11 = CO 1 {TiRo W1-1,(T2-T1)化 W1-1,(T3-T2)R2 W } (1 = 2,3)
[0091] r22 = -diag{Ro,Ri,lM
[0093] Wi=[A,0,SWC,0,(1-S)WC,0,F],W2=[0,0,BKC,0,-BKC,0,0]
[0094] 则上述考虑时滞概率分布的网络化电力系统渐近稳定且具有Hoc范数界丫。
[0095] 5.所述步骤(5)确定了控制器增益矩阵K:
[0096] 给定正常数11,12,13,4,5,6一〇及扰动抑制水平丫>〇,如果存在适当维数的对称 矩阵.\'>0,自>0(/ = 0,1,.…4),馬仍'">0(/ = 1,巧,适当维数的满秩矩阵M及任意矩 _U..i 蚊i _ -Si * 《0 1)1 一 * 杏 阵N使得线性矩阵不等式Mc-ar -/ 及杆: <〇:成立其中: 公~'社 33 L L 厂 41 0 0 -'一
[0099] 月=-貧I +贫-焉-々1,馬?=巧-[/;,式。= -(1-/0(0 -島)-2々:+ O'l + (),' .々;i;=々-巧,:
[0100] 马W二-狂+贫-辰-成,召;-i二化-?馬4三扔,如二_{ -/')《贫-这)-2庶,+ (/;2 +(入,如=二馬…
[OW]爲6二-馬-包如=-抑
[010。巧,=co/{r巧 __,,(r2-r,傅;-_,如3-[2 傅;_,}y = 2,3
[0103] f巧=-論巧'[X馬乂 -巧乂义焉-!义)
[0107]则上述考虑时滞概率分布的网络化电力系统渐近稳定且具有Hoo范数界丫。求解此 矩阵不等式条件可得控制器增益矩阵K=Mfi;
[010引建立输出反馈控制器u(t)=KCx[t-T(t)]。
[0109] 实施例S:
[0110] 本时滞分布依赖的网络化电力系统负荷频率控制方法如下:
[0111] -、考虑时滞概率分布的网络化电力系统随机时滞LFC动态模型的建立
[0112] 1.建立考虑通信时滞的网络化电力系统LFC动态模型
[0113] 电力系统是复杂的非线性动态系统,由于电力系统在正常运行时负荷变化很小, 可W在其运行点附近使用线性化模型来表示系统动态,线性化的考虑电力通信网络通信时 滞的网络化电力系统LFC动态模型如图1所示。由图1可得如下关系:
[0115] 于是可得系统状态方程如下:
[0116] x{t) i Bu{t) i F(〇{t) i ~ U) 如)二巧(0 -缚-
[0117]其中,爾,c〇(t)=APd,
[0119] 其中,状态变量Af,APm,APv和A Pd分别是网络化LFC控制系统的频率偏差、机械 功率偏差、调节阀位置及负载;R,M,D,Tch,Tg分别是速度跌落系数、发电机转动惯量、阻尼系 数、汽容时间常数和调速器时间常数;e是系统功率与频率的转换系数;ACE是系统的区域控 制误差信号。
[0120] 将ACE作为待求解PI控制器的控制输入,于是:
[0121] u(t)=KpACE(t)+KijACE(t)
[0122] Kp, Ki分别是待求解PI控制器的比例增益与积分增益。
[012;3]定义A-W= [灰-、巧卻',y(t) = [ACE(t) jACE(t)]T
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