考虑信息结构约束的多机系统励磁控制协调

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1、维普资讯http://www.cqvip.com第34卷第5期继电器Vo1．34No．5242006年3月1日RELAYMar．1．2006考虑信息结构约束的多机系统励磁控制协调杨晓静，赵书强，马燕峰(华北电力大学电力系统保护与动态安全监控教育部重点宾验室，河北保定071003)摘要：提出了一种考虑信息结构约束时协调设计励磁控制嚣的新方法首先基于信息结构的概念，将控制器的设计转化为特定信息结构下的最优控制问题，然后将推广的最小误差激励法用于该问题的求解，从而求出反馈增益矩阵。仿真结果表明，与分散协调励磁控制相比，引入有价值的远方信号所得到的励磁控

2、制策略能够增强阻尼，提高系统稳定性。关键词：电力系统；信息结构；励磁控制；最小误差激励法中图分类号：TM301．2；TM76文献标识码：A文章编号：1003-4897(2006)05-0024-05扩展Levine—Athans方程组，该方程组的求解过程0引言较复杂，不易收敛。同步发电机励磁控制长期以来一直是电力系统堪r以上讨论，本文突破分散信息结构，在励磁最经济和有效的控制手段之一。现代电力系统是一控制中引入有价值的远端信号；基于信息结构的概个统一的，各动态元件、子系统间相互耦合的大系念将最小误差激励法推广用于求解特定信息结构模统，它要求控制元

3、件之间能够协调一致地工作，使全式下的最优控制问题，求得各个励磁控制器的参数，系统性能指标达到最优。因此必须重视多机系统中从而避免l『求解I_~vine—Athans方程组的繁琐过励磁控制器之间的协调问题。；最后结合一个算例证明了上述方法的有效性。现代电力系统广阔的地域分布和复杂的系统行l信息结构的概念及相关定理为使得集中控制无论从经济上还是技术上都难以实现，因此以往乃至目前的电力系统控制领域一直强1．1基本概念调分散性⋯，即要求各局部控制器只反馈本地可观根据文献[4，5]，给出以下概念：测量。然而传统的分散控制器只是在简化模型下设(1)摔制信息结

4、构或信息结构CIS(ControlIn．计的“孤立”控制器，它们可能由于缺乏协凋使系统tormationStructure)，s(，)是集合s(，)=整体性能恶化；基于大系统理论的最优分散协调控{(，)，i≤N，≤M，i，为自然数}的子集，它描制与前述分散“孤立”控制的区别是它要求在信息述了大系统中各子系统问的信息互联模式，(i，J)∈S受限的情况下协调各局部控制器的控制规律，在一表示存在着信息从子系统．传递到子系统i的路径，定程度上达到集中控制的目的，因而难度明增或者说控制i可以包含状态或输出。(Ⅳ，)或大I’3。从便于实现的角度追求控制的分散

5、性是可s称为完全CIS。对于矩阵A∈R和CISS，如果以理解的，但电力系统的动态问题本质上具有全局，取任何值，(i，)∈S(N，M)性，本地测量信号只能间接地包含一些全局信息，它【a¨0，(，．／)S(，)在提高全局稳定性上必然存在局限性¨J，而且分散则称A具有CISS，所有具有CISS的矩阵形成控制本质上存在一个能否达到整个系统可控性的问一个集合，记作MS。题。随着通信和信息处理技术的不断进步，从发(2)如果矩阵E∈，且所有非0元素均为l，展的角度看，分散信息结构在电力系统稳定控制r}I则被称为单位控制信息结构矩阵UCISM(UnitCon—并

6、不是必须的，因此有必要考虑一种不同于传统分trolInformationStructureMatrix)，任何CIS具有唯一散又有别于完全集中的励磁控制器设计方法，即具对应的UCISM。有特定信息结构模式的协调型励磁控制策略。(3)对于特定的CISS及其E和矩阵AE文献[4，5]在信息结构概念的基础上，提出了特定，将A中与E对应位置为0的元素定为0，信息结构下协调设计励磁控制的方法，但是需求解其他值保持不变，得到一个新的矩阵，记作(A)，成维普资讯http://www.cqvip.com杨晓静，等考虑信息结构约束的多机系统励磁控制协调25为A的s

7、投影运算。采用不完全状态反馈或者输出反馈进行简化时，可1．2相关定理使用最小误差激励法l6]。对于传统的最小误差激关于矩阵对具有特定信息结构s的矩阵的求导励法，当控制向量中的不同分量需要用不同运算有如下法则：的输出量y线性表示时，需要列出多个输出方程定理一：对于任意常数矩阵A∈R肌和具有信Y=CX，并按照最小误差激励法反复求解。为此本息结构s的矩阵变量K∈R，有文在信息结构概念的基础上推导了特定信息结构下Jtr(AK)最小误差激励法的求解公式，采用这种方法可以针——一，dr、OK一、对上述情况在统一的输出方程下一次求出所有控制成立，其中￡『(·)

8、是矩阵的迹运算。分量的表达式。定理二：对于常数矩阵A∈R、B∈R和具设有最优控制系统有信息结构s的矩阵变量K∈R有(t)(A—BK)(t