一种多facts阻尼控制器交互作用分析方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及电力系统领域，具体涉及一种基于谱半径函数的多FACTS阻尼控制器 交互作用分析方法。
【背景技术】
[0002] 灵活交流输电系统（flexible AC transmission system, FACTS)的出现为现代 电力系统的安全、经济、可靠和优质运行提供了十分有效的手段。近年来越来越多的研究表 明：多个FACTS装置之间可能存在的交互影响，并将对电力系统的运行和控制产生重大影 响，严重时可能使FACTS装置的控制性能恶化，甚至导致系统失稳。但在通常情况下，人们 设计FACTS控制器时只考虑单个装置的作用，而没有考虑各FACTS装置间的交互作用问题， 因此研究多FACTS控制器的交互作用分析方法，避免多FACTS控制器间可能出现的负交互 作用，以保证系统的安全稳定运行具有重要的现实意义。
[0003] 近年来，关于FACTS交互分析方法的研究得到了广泛关注，目前主要方法有模态 分析，Normal Form正规则理论，相对增益矩阵，奇异值分析等。但目前关于多FACTS交互 作用图示化分析方法鲜见报道。本发明便是研究多FACTS交互作用图示化分析方法，分析 结果将更直观，实现多台FACTS阻尼控制器的协调稳定运行，充分发挥多台FACTS的良好性 能。
【发明内容】
[0004] 为了克服现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种基于谱半径函数的多 FACTS阻尼控制器交互作用图示化分析方法，该方法可以分析多FACTS阻尼控制器交互作 用，并用图示化方法直观明了的给出多FACTS阻尼控制器交互作用分析结果，避免多FACTS 控制器间可能出现的负交互作用，消除系统安全稳定隐患，提升系统安全稳定性。
[0005] 为了实现上述发明目的，本发明采用下述技术方案实现的：
[0006] -种多FACTS阻尼控制器交互作用分析方法，其改进之处在于，所述方法包括下 述步骤：
[0007] (1)计算电力系统中作为研究对象的各台FACTS阻尼控制器的等效开环传递函 数；
[0008] (2)计算FACTS阻尼控制器谱半径函数矩阵；
[0009] (3)根据步骤⑵计算出的谱半径函数矩阵绘制谱半径函数曲线；
[0010] (4)根据谱半径函数曲线判断各FACTS阻尼控制器之间的交互作用情况。
[0011] 所述步骤（1)中，所述FACTS阻尼控制器的等效开环传递函数计算公式为：
[0012] 4似=&. +1?碎(，-泛锣:T1 君
[0013] 其中，么办)为第i台FACTS阻尼控制器的等效开环传递函数，i = 1，2,…，N，j = 1，2,…，N，N为电力系统中作为研究对象的FACTS阻尼控制器总数，0表示去除Ge(s)第i 行和第j列后所得的矩阵，疗表示去除G(s)第i行和第j列后所得的矩阵，威和适分别 表示去除G(s)中&后的第i行向量和第j列向量，gu表示系统传递函数矩阵中位于第i 行第j列的元素，G(s)、Ge(s)分别为电力系统传递函数矩阵和FACTS阻尼控制器传递函数 矩阵。
[0014] 所述步骤（2)中，计算FACTS阻尼控制器谱半径函数矩阵包括如下步骤：
[0015] 2-1)计算每台FACTS阻尼控制器的谱半径函数，公式如下：
[0016] A =PiiSi, +gfM(I- G^rlg^]ga)
[0017] 其中，Pi为第i个FACTS阻尼控制器的谱半径函数，i = 1，2,…，N，N为电力系统 中作为研究对象的FACTS阻尼控制器总数，gei表示第i台FACTS阻尼控制器的传递函数；
[0018] 2-2)将每台FACTS阻尼控制器的谱半径函数组成FACTS阻尼控制器谱半径函数矩 阵 P ( ? ) = [P " P2,…，P i，…，PN]。
[0019] 所述步骤（3)中，所述谱半径函数曲线包括每台FACTS阻尼控制器所对应的二维 曲线，每个二维曲线的横坐标为相应FACTS阻尼控制器的频率、纵坐标为相应FACTS阻尼控 制器的谱半径函数输出的数值。
[0020] 所述步骤⑷中，判断FACTS阻尼控制器之间交互作用情况的方法为：
[0021] 观察FACTS阻尼控制器谱半径函数曲线，若谱半径函数曲线中的某一条二维曲线 的谱半径> 1，则表示该二维曲线所对应的那台FACTS阻尼控制器与电力系统中其它作为 研究对象的FACTS阻尼控制器间存在严重的交互作用，且这种负交互会导致电力系统不稳 定。
[0022] 与现有技术比，本发明达到的有益效果是：
[0023] 本发明提供的多FACTS阻尼控制器交互分析方法，能够以图示化形式更加直观、 明了的给出多FACTS阻尼控制器交互作用的分析结果，更符合电力系统的监控需求，避免 多FACTS控制器间可能出现的负交互作用，消除系统安全稳定隐患，提升系统安全稳定性。
[0024] 本发明不仅可以直接应用于电力系统在线分析平台，还适用于基于广域量测系统 的安全稳定分析领域，具有重要的工程应用价值。
【附图说明】
[0025] 图1是本发明的基于谱半径函数的多FACTS阻尼控制器交互作用分析方法的流程 图；
[0026] 图2是本发明提供的两机系统模型；
[0027] 图3是本发明提供的第一台FACTS阻尼控制器独立运行控制效果图；
[0028] 图4是本发明提供的第二台FACTS阻尼控制器独立运行控制效果图；
[0029] 图5是本发明提供的基于谱半径函数的多FACTS阻尼控制器交互作用图示化分析 结果；
[0030] 图6是本发明提供的两台FACTS阻尼控制器同时运行控制效果图。
【具体实施方式】
[0031] 下面结合附图对本发明的【具体实施方式】作进一步的详细说明。
[0032] 本发明提供的基于谱半径函数的多FACTS阻尼控制器交互作用图示化分析方法， 图1是本发明的多台FACTS阻尼控制器设计方法的流程图，该方法包括下述步骤：
[0033] -种多FACTS阻尼控制器交互作用分析方法，其改进之处在于，所述方法包括下 述步骤：
[0034] (1)计算电力系统中作为研究对象的各台FACTS阻尼控制器的等效开环传递函 数，计算公式如下；
[0035]
①；
[0036] 计算等效开环传递函数过程中所用到的电力系统传递函数矩阵Gc(s)和FACTS阻 尼控制器传递函数矩阵G。(s)【该矩阵G。(s)中的传递函数即为FACTS阻尼控制器频率特性 函数】，可以本步骤（1)中计算，也可以在本步骤（1)之前预先计算电力系统传递函数矩阵 G。(s)和电力系统中作为研究对象的全部N台FACTS阻尼控制器传递函数，然后在用到时直 接提取读取电力系统传递函数值组成矩阵G。(s)，读取FACTS阻尼控制器传递函数组成矩阵 G c(s)。
[0037] 等效开环传递函数计算过程中，电力系统传递函数矩阵G(s)和FACTS阻尼控制器 传递函数矩阵G c(s)的计算方法采用本领域技术人员公知的现有技术，例如：
[0038] 电力系统传递函数矩阵G(s)的计算方法为：
[0039] A1、在FACTS阻尼控制器开环运行条件下，设第i台FACTS阻尼控制器的输出量为 U，第j台FACTS阻尼控制器的输入量为Y ;
[0040] B1、利用传递函数辨识方法计算电力系统传递函数& = f ;
[0041] Cl、重复步骤A1-B1，在步骤B1中也可采用其它相关辨识法、频域辨识法、最小二 乘估计或卡尔曼滤波法中的任一种，来计算电力系统传递函数矩阵中各元素（该元素即为 电力系统传递函数 gij)，从而形成电力系统传递函数矩阵。
[0042] FACTS阻尼控制器传递函数矩阵Gc (s)的计算方法为：
[0043] A2、设定第i台FACTS阻尼控制器传递函数形式为
[0044]
②
[0045] 将设备设定的参数集合I，Tui，Tn，T2i，T 3i，T4i代入上式②，即可计算出第i台 FACTS阻尼控制器的传递函数；