[发明专利]基于电力系统随机动力学模型的非线性励磁控制方法

权利要求书

1.一种基于电力系统随机动力学模型的非线性励磁控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

构建随机端口哈密顿系统，获取随机端口哈密顿系统的线性方程，

(1)式中，x表示状态变量，J(x)和R(x)表示矩阵，H(x)表示哈密顿函数，W表示标准维纳过程，t表示时间，Σ表示随机变化的幅度；

确定李雅普诺夫函数的随机稳定性，获取李雅普诺夫函数线性方程：

(2)式中，Tr{}表示矩阵对角元素的和，J，R和H均为设计参数；

选择下式的哈密顿函数作为李雅普诺夫函数：

(5)式中，x＝[δ₁,ω₁,E′_q1,...,δ_i,ω_i,E′_qi,...,δ_n,ω_n,E′_qn]^T，δ_i表示发电机i的转子角，δ_ei表示发电机i转子角的稳态值，ω_i表示发电机i的转子角速度，H_i表示发电机i的惯性，ω_N表示发电机的同步转速，E_qi'表示暂态时发电机i的q轴电压，E'_qei表示稳态时发电机i的q轴电压，γ_i表示权重系数，P_mi表示发电机i的机械功率注入，G_ii表示节点i的自电导，B_ij表示节点i和节点j之间支路的电纳；

根据所述随机端口哈密顿系统的性质和基于李雅普诺夫函数的随机稳定性设计非线性励磁控制器，确定随机非线性控制系统线性方程，

dx＝(f(x)+h(x)u)dt+∑dW                           (3)

(3)式中，u表示控制输入，f(x)和h(x)为相应的连续函数；

对于用式(3)表示的多机电力系统，其哈密顿函数由式(5)描述，当控制律u选取为：

(6)式中，u＝[u₁,…,u_n]^T,J₂₃，J₃₅，J_2(3n),J_5(3n),J_n(3n),s₁和s_n均为设计参数；

并且有

(7)式表示设计参数矩阵J-R的元素，(7)式时，随机端口哈密顿系统是渐进概率稳定的；

确定所述非线性励磁控制器对电力系统的稳定运行的影响。

2.根据权利要求1所述的基于电力系统随机动力学模型的非线性励磁控制方法，其特征在于，还包括设计非线性控制律u使得非线性控制系统线性方程(3)渐进概率稳定，

当u满足(2)式和(4)式时，(3)式是渐进概率稳定的。