基于广义特征值的时滞稳定上限计算系统及其计算方法
【专利摘要】本发明公开了电力系统稳定分析【技术领域】中的一种基于广义特征值的时滞稳定上限计算系统及其计算方法。系统包括顺序相连的数据采集模块、时滞系统处理模块、时滞上限求解模块和结果输出模块；方法包括：采集建立时滞系统状态方程所需的网络结构参数、发电机频率和发电机功角；建立时滞系统状态方程，并对时滞系统状态方程中的参数矩阵进行降阶处理，得到降阶后的时滞系统状态方程；生成基于改进自由权矩阵的时滞稳定判据；利用时滞稳定判据求解时滞稳定上限。本发明能够有效降低时滞稳定上限计算过程中的保守性，具有很好的正确性和有效性。
【专利说明】基于广义特征值的时滞稳定上限计算系统及其计算方法
【技术领域】
[0001]本发明属于电力系统稳定分析【技术领域】，尤其涉及一种基于广义特征值的
[0002]时滞稳定上限计算系统及其计算方法。
【背景技术】
[0003]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。
[0004]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3类:时域法、频域法和直接法。时域法可判定系统在特定场景下是否稳定，但在稳定程度、时滞稳定上限等信息的获取方面还需要进一步研究。频域法通过在实数空间中搜索时滞系统的关键特征根，能够在一定程度上揭示时滞系统变化规律，但计算量较大，求解速度有待提升。直接法借助Lyapunov理论和线性矩阵不等式(Linear MatrixInequality，LMI)技术，可同时考虑时滞的随机变动、存在切换环节等情况，适用范围更为广泛，但该方法具有一定的保守性。
[0005]针对以上问题，本发明提出一种基于广义特征值的时滞稳定上限计算系统及其计算方法。本发明从电力系统实际出发，能够有效解决直接法求解时滞上限过程中保守性较高的问题。首先利用读入的广域信号数据建立时滞系统状态方程，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，该发明形成基于改进自由权矩阵的时滞稳定判据，在此基础上，将时滞稳定判据等价变换，利用广义特征值法求解系统的时滞稳定上限。基于IEEE4机11节点系统和IEEE16机68节点系统仿真表明，本发明可以较好的降低传统方法的保守性，具有很好的有效性和正确性。
【发明内容】
[0006]本发明的目的在于，提供一种基于广义特征值的时滞稳定上限计算系统及其计算方法，用于解决直接法求解时滞上限过程中保守性较高的问题。
[0007]为了实现上述目的，本发明提出的技术方案是，一种基于广义特征值的时滞稳定上限计算系统，其特征是所述系统包括顺序相连的数据采集模块、时滞系统处理模块、时滞上限求解模块和结果输出模块；
[0008]所述数据采集模块用于采集建立时滞系统状态方程所需的网络结构参数、发电机频率和发电机功角，并将采集的数据发送至时滞系统处理模块；
[0009]所述时滞系统处理模块用于建立时滞系统状态方程，并对时滞系统状态方程中的参数矩阵进行降阶处理；
[0010]所述时滞上限求解模块用于生成基于改进自由权矩阵的时滞稳定判据，并利用时滞稳定判据求解时滞稳定上限；
[0011]所述结果输出模块用于输出时滞稳定上限结果。
[0012]一种基于广义特征值的时滞稳定上限计算方法，其特征是所述方法包括:[0013]步骤1:采集建立时滞系统状态方程所需的网络结构参数、发电机频率和发电机功角；
[0014]步骤2:建立时滞系统状态方程，并对时滞系统状态方程中的参数矩阵进行降阶处理，得到降阶后的时滞系统状态方程；
[0015]步骤3:生成基于改进自由权矩阵的时滞稳定判据；
[0016]步骤4:利用时滞稳定判据求解时滞稳定上限。
[0017]所述降阶后的时滞系统状态方程为
【权利要求】
1.一种基于广义特征值的时滞稳定上限计算系统，其特征是所述系统包括顺序相连的数据采集模块、时滞系统处理模块、时滞上限求解模块和结果输出模块； 所述数据采集模块用于采集建立时滞系统状态方程所需的网络结构参数、发电机频率和发电机功角，并将采集的数据发送至时滞系统处理模块； 所述时滞系统处理模块用于建立时滞系统状态方程，并对时滞系统状态方程中的参数矩阵进行降阶处理； 所述时滞上限求解模块用于生成基于改进自由权矩阵的时滞稳定判据，并利用时滞稳定判据求解时滞稳定上限； 所述结果输出模块用于输出时滞稳定上限结果。
2.一种基于广义特征值的时滞稳定上限计算方法，其特征是所述方法包括: 步骤1:采集建立时滞系统状态方程所需的网络结构参数、发电机频率和发电机功角；步骤2:建立时滞系统状态方程，并对时滞系统状态方程中的参数矩阵进行降阶处理，得到降阶后的时滞系统状态方程； 步骤3:生成基于改进自由权矩阵的时滞稳定判据； 步骤4:利用时滞稳定判据求解时滞稳定上限。
3.根据权利要求2所述的计算方法，其特征是所述降阶后的时滞系统状态方程为
4.根据权利要求3所述的计算方法，其特征是所述基于改进自由权矩阵的时滞稳定判据为:
5.根据权利要求4所述的计算方法，其特征是所述利用时滞稳定判据求解时滞稳定上限包括: 子步骤Al:将时滞稳定判据等价变换为
【文档编号】G06F19/00GK103838965SQ201410067208
【公开日】2014年6月4日 申请日期:2014年2月26日 优先权日:2014年2月26日
【发明者】马静, 李俊臣, 高翔, 丁秀香, 王增平 申请人:华北电力大学