《轨迹实时预测》PPT课件

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1、不依赖模型与参数的电力系统暂态稳定性实时控制系统的研究西安交通大学2002/11/12张保会目录一基于轨迹信息进行实时预测的思想二基于实时信息的动态同调识别三等值方法及数学模型四动态等面积定则快速判别稳定性五基于相轨迹凸凹性的稳定性识别六稳定性预测与实时控制系统的实现方案七整体方案准确性的检验及仿真结果一基于轨迹信息进行实时预测的思想（1）可行性：GPS的出现和引入电力系统，使得对电力系统具有重要作用的相角测量得以实现。现代的远距离通讯能力和工作站技术使我们能得到系统的实时摇摆运动轨迹信息，于是可进行全系统的在线实时性的动态监视，因此必将极大地改善系统

2、暂态稳定预测及控制的水平，为暂态稳定的失稳预测和控制提供新的思路和方法。出发点：以系统动态监视的实时轨迹信息为基础，预测系统未来的发展趋势，并快速识别系统的不稳定性，快速起动紧急控制，防止系统的稳定性破坏。一基于轨迹信息进行实时预测的思想（2）基于系统的轨迹信息,不需预先知道电力网络结构、参数以及负载动力学特性等难以准确获得的知识。所需参数由实时测量获得和实时辩识计算得到，因而它能更准确地反映系统的真实运行情况。优点：一基于轨迹信息进行实时预测的基本思想（3）在系统呈现两机群摇摆模式的情况下，识别同调机群。利用具有遗忘因子的在线递推最小二乘方法获得两机

3、群等值模型的参数。结合这些参数在线快速估计和计算系统在故障切除后的平衡点，在扰动结束时，使用动态等面积定则快速计算系统的稳定裕度。跟踪两等值机系统等值轨迹并利用其在不返回点处相图的凸凹性发生变化来判断相图轨迹是收敛还是发散，从而识别系统的稳定性；步骤：二基于实时信息的动态同调识别系统在暂态过程中的机组运动千差万别，但是系统中总有一部分机组它们的动态行为是相近的，这种摇摆相近的发电机组就称为同调机群。一般有如下定义，若发电机i与发电机j满足下式：则认为发电机i与j同调，并采用以下度量来测量发电机之间的同调程度。三等值方法及数学模型（一）在扰动发生和切除后

4、，基于实测和预测的功角数据，首先利用动态同调识别判据将系统分成两机群，然后对系统进行动态等值。等值的基本思想是根据实测的实时信息和预测信息（即轨迹信息）将系统的所有发电机动态的分为两群：临界群（S）和其余机群（A）三等值方法及数学模型（二）定义Ms和Ma为S和A群的等值惯量；Pms和Pma分别为S和A群的等值机械输入功率，Pes和Pea分别为S和A群的等值电气输出功率，其表达式分别为：三等值方法及数学模型（三）多机系统的动态方程可等值表示为下式：（1）三等值方法及数学模型（四）可以将式（1）再等值为单机无限大系统：依据实时测量和预测得到的功角可计算等值

5、角eq，辩识参数P、B、C，并动态修正它的大小。由于参数P、B和C是按实际的复杂模型和扰动场景对多机电力系统实时采集的数据通过辨识得到的，并且在不同的采样时刻可以动态修正它，因此一些复杂因素对转子运动稳定性的影响可通过实时采集的数据和动态修正等值参数部分反映出来。三等值方法及数学模型---辨识P、B、C最小二乘辨识法：三等值方法及数学模型---辨识P、B、C遗忘辨识法在线递推：根据实测的多组i计算获得多个eq，首先使用最小二乘求取P.B.C的初值，使用以下逐渐遗忘远前信息的递推方法，适时修正P.B.C。四动态等面积快速判别稳定性（1）平衡点的计算

6、：故障后等值系统，有两个平衡点S和U：此方程有两个根，分别为eqs和equ。其中对应于的eqs平衡点是稳定平衡点，对应于equ的平衡点是不稳定平衡点。四动态等面积快速判别稳定性（2）系统在故障切除时刻的暂态能量为：系统的临界能量为：稳定裕度计算四动态等面积快速判别稳定性（3）若>1且Vn>0，则系统稳定。若<1且Vn<0，则系统不稳定。根据规格化稳定裕度Vn的大小可获得系统的近似稳定程度信息。等值系统的稳定性识别判据规格化的稳定裕度为：四动态等面积快速判别稳定性（4）仿真结果（一）6机系统稳定识别结果四动态等面积快速判别稳定性（5）仿

7、真结果（二）10机系统稳定识别结果四动态等面积快速判别稳定性（6）仿真结果（三）6机系统等值参数及平衡点四动态等面积快速判别稳定性（7）仿真结果（四）10机系统等值参数及平衡点四动态等面积快速判别稳定性（8）等值系统的相图相图凸凹性指标的变化曲线（故障切除后）仿真结果（五）五基于相轨迹凸凹性的稳定性识别(1)如下形式的动力学系统：：这里，系统表征的是某个保持稳定运行的系统，在t=t0时受到大扰动，并在t=tc时扰动被切除的实际动态过程。定义1：设系统在t>tc上具有稳定的扰动后平衡点，x(t)是系统由t0开始的一条实际运动轨线，若存在常数：使得

8、：则称x(t)是轨线稳定的。运动轨线稳定性定理五基于相轨迹凸凹性的稳定性识别(2)若x(t)是