[发明专利]电力系统随机时滞稳定性分析方法

摘要

一种电力系统随机时滞稳定性分析方法及装置，所述装置包括数据采集模块、状态方程构建模块、时滞上限求解模块和结果输出模块，其中数据采集模块用于采集网络结构参数、系统潮流值、发电机功角与转速和风速；状态方程构建模块用于构建互联系统状态方程；时滞上限求解模块用于构造互联系统在随机激励下的稳定性判据，并确定系统时滞稳定上限的变化情况；结果输出模块用于输出系统时滞稳定上限结果。通过利用本发明的电力系统随机时滞稳定性分析方法及装置，能够解决现有技术中未考虑随机激励对系统时滞稳定性建模和分析带来的问题，在不同工况下保证电力系统稳定性分析的正确性与有效性。

主权项

1.一种电力系统随机时滞稳定性分析方法，所述方法包括步骤：A、采集网络结构参数、系统潮流值、发电机功角与转速、风速；B、根据采集到的数据，建立考虑随机风功率的双馈异步电机维纳模型，进而构建基于随机微分方程描述的互联系统状态方程；C、构造互联系统在随机激励下的稳定性判据，并确定系统时滞稳定上限的变化情况；D、输出系统时滞稳定上限结果；其特征在于，所述步骤B中建立考虑随机风功率的双馈异步电机维纳模型为：其中，x3为跟踪定子d轴电压的误差积累，θ为同步旋转的x‑y坐标系和d‑q坐标系的夹角，s为转差，为双馈异步电机平衡点，ω(t)为维纳过程，t为时间，H为惯性系数，isd0、isq0分别为定子交、直轴稳态电流值，L_s为定子自感，L_r为转子自感，L_m为定子与转子间的互感，为由定、转子自感及定、转子间的互感表示的计算电感，U0为风机定子电压，Kp3、Ki3分别为风机锁相环比例、积分系数，为K_p3、K_i3、U₀、L₁、i_sd0、i_sq0表示的计算系数,为随机激励强度系数；所述步骤B中构建基于随机微分方程描述的互联系统状态方程为：dx＝Axdt+Adx(t‑ht)dt+Bωdωt，其中，d为微分符号，x＝[x3,θ,s,δ,ω,E′q,Ef]T为状态矢量，δ为发电机功角，ω为角速度，ωs为系统额定转速，E′q为电抗后电势，Ef为励磁电势，ωt为维纳过程，D为发电机阻尼系数，T′d、TA分别为发电机定子和励磁回路时间常数，Pe为发电机输出功率，Vt为发电机机端电压，Eq为发电机空载电动势，ht为系统时滞，M为同步发电机组惯性时间常数，为P_e、δ、E′_q、E_q、V_t表示的计算系数，为0、K₁、K₂、K₃、K₄、L₁、i_sd0、i_sq0、H、θ₀、s₀表示的计算矩阵，为0、ω_s、D、M、T_d′、T_A、K₅、K₆、K₇、K₈、K₉、K₁₀表示的计算矩阵，为0、A₁、A₂表示的计算矩阵，为0、1、T′_d表示的计算矩阵，为0、H、s₀、表示的计算矩阵；所述步骤C进一步包括：C1、构造考虑风功率随机性的李雅普诺夫‑克拉索夫斯基目标泛函，并借助伊藤微分公式求解该目标泛函的弱无穷小生成算子，制定互联系统在随机激励下稳定性判据；C2、利用广义特征值确定系统时滞稳定上限随随机激励强度、发电机励磁放大系数以及阻尼系数的变化情况；所述互联系统在随机激励下稳定性判据为：对于给定标量和μ，若存在P＝P^T＞0，Q＝Q^T≥0，R＝R^T≥0，K＝K^T＞0，Z＝Z^T≥0和标量ε>0，以及适维矩阵L、M和S，使得如下线性矩阵不等式成立，则所述互联系统在随机激励下稳定，其中，P、Q、R、K、Z为满足条件的任意矩阵，为满足条件的给定标量，ε为满足条件的任意标量，μ为给定的任意标量，L、M、S、T1为合适维度的矩阵，*为矩阵中不需关心的部分元素，矩阵右上角角标T表示对矩阵执行转置操作，为Q、K、ε、B_ω、R、A、M、P、Z、μ、A_d表示的计算矩阵，Ω2＝[L+SA SAd ‑L 0 ‑S]为L、S、A、Ad表示的计算矩阵,为Ω₁与Ω₂表示的计算矩阵。