[发明专利]一种考虑可调计算精度的大规模LFC稳定性分析方法及系统

说明书

本发明公开了一种考虑可调计算精度的大规模LFC稳定性分析方法及系统，基于时域方法，本发明通过引入多重积分项来构造新的增广Lyapunov‑Krasovskii泛函，提出了一种与线性矩阵不等式相关的稳定性准则，其中的调节因子可以用来调节LFC系统的计算精度。为了计算期望的时滞裕度，本发明基于二进制搜索算法设计了一种新算法，由于所提的稳定性准则在计算精度方面是可调整的，因此该算法的设计中定义了一个增量指标来计算所需的上界。本发明可以实现计算精度的按需调整，增加调节因子可以得到与频域方法类似的几乎准确的时滞裕度，并且相比需要计算大规模特征方程的频域方法，该方法运用了模型重构法进行建模，计算更简单。

技术领域

本发明属于电网负载频率控制(LFC)技术领域，涉及一种大规模LFC稳定性分析方法及系统，具体涉及一种考虑可调计算精度的大规模LFC稳定性分析方法及系统。

背景技术

负载频率控制(LFC)旨在将本区域和临近区域的频率和功率交换维持在预设范围内。传统的LFC采用专用的通信通道来传输信息，这通常会产生一些可以忽略的小时滞。当发生通信故障时，将触发故障计数器来记录故障周期，当计数的步长达到预设的上限时，LFC方案将会暂停或者停止，这些由通信故障导致的数据丢失可以转换为一个等效的时变时滞。这些时滞会使LFC系统的动态性能变差，甚至会造成系统不稳定，这意味着控制区域不符合NERC采用的CPS1和CPS2控制性能标准。因此，找到使系统保持稳定的最大时滞容许上界也就是时滞裕度是十分必要的。

时域方法中存在保守性是因为这些方法为时滞分析提供的是充分条件，而这些保守性是可以通过调节因子来调节的。尽管保守性与PID增益有很大关系，但现有的方法没办法进一步降低保守性并得到保守性基本一致的结果，并且保守的结果会使降低控制器整定的可靠性。此外，在之前的研究中广泛用于确定时滞裕度的二进制搜索算法无法判断确定的值是否接近精确值。尽管有些方法提高了分析LFC系统的大规模线性矩阵不等式的可解性，但同时也降低了计算的时滞上界。

发明内容

本发明的目的在于提供一种考虑可调计算精度的大规模LFC稳定性分析方法及系统吗，通过可调整的方法实现了精确度的灵活调节。

本发明的方法所采用的技术方案是：一种考虑可调计算精度的大规模LFC稳定性分析方法，包括以下步骤：

步骤1：建立闭环负荷频率控制系统的重构模型；

针对有N个控制区域的互联电网，每个控制区域装备有n台等效的非再热式发电机，确定控制区域i的状态变量x，输出变量y以及扰动w为：

y_i＝ACE_i；

w＝diag{w₁，…，w_N}，w_i＝ΔP_i，u_i(t-τ_i)＝ΔP_Ci(t)；

其中Δf_i，ΔP_tie-i，e，ΔP_mni，ΔP_vni，ACE_i，ΔP_Ci，ΔP_di分别表示区域i的频率偏差、联络线功率交换、发电机的机械功率输出、汽轮机阀门位置变化量、区域控制误差、负荷参考设定值和负荷变化量，t表示时间，τ_i表示区域i的时滞；

建立闭环状态空间模型：

C_i＝[β_i，1，0_1×2n]，