含时变时滞的电力系统稳定与控制研究

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1、第33卷第12期计算机仿真2016年12月文章编号：1006—9348(2016)12-0132—06含时变时滞的电力系统稳定与控制研究虞忠明(重庆邮电大学自动化学院，重庆400065)摘要：针对时变时滞电力系统的稳定与控制问题，首先以包含励磁器的单机无限大母线系统为研究对象搭建立一套含时变时滞的电力系统数学模型；然后构造新的Lyapunov函数并通过运用Wirtinger不等式和反凸组合不等式得到一种改进的时滞电力系统稳定判据，并设计了一种新的电力系统稳定控制器并得到相应的稳定判据。通过算例分析表明了所提改进方法的有效性

2、，同时还验证了所设计控制器具有良好的控制效果，在实际应用中具有一定的参考价值。关键词：时变时滞；电力系统；稳定性；控制器中图分类号：TM712文献标识码：BStudyonStabilityandControlofPowerSystemwithTime—varyingDelayYUZhong——ming(ChongqingUniversityofPostsandTelecommunications，CollegeofAutomation，，Chongqing400065，China)ABSTRACT：Thispaperdea

3、lswithstabilityandcontrolforpowersystemwithtime—varyingdelay．Firstofa11．asinglemachineinfinitebus(SMIB)systemwithexciterwasregardedastheobjectiveandamathematicalmodelofthepowersystemwithtime—varyingdelaywasestablished．Andthen，anewLyapunovfunctionwasconstructedanda

4、nimproveddelayedpowersystemstabilitycriterionbyemployingtheWirtingerinequalityandthereciprocallyconvexcombinationinequalitywasobtained．Then，anovelpowersystemstabilitycontrollerwasdesignedandtheCOITC-spondingstabilitycriterionwasobtained．Finally，theresultsofsimulat

5、ionshowthattheproposedmethodiseffective-nessandthedesignedcontrollerhasgoodcontroleffect．Thedesignedcontrollerhasacertainreferencevalueinactu-alapplication．KEYWORDS：Time—varyingdelay；Powersystem；Stability；Controller1引言近年来，随着电力工业的快速发展，为满足现代电力系统的发展要求，区域电网互联已成为一种趋势，这

6、使得电力系统变得更加复杂化、大型化，加之各种可再生能源发电系统的并网，而这些可再生能源发电系统本身又具有随机性、波动性、间歇性，这使得电力系统的稳定性变得更加脆弱，更加难以控制，一个小的干扰都会影响到电力系统的稳定性，若不及时采取应对措施，严重时将会使电力系统失去稳定，例如造成大面积停电，损坏电力设备，引发系统振荡等等，从而给国家和人民带来不可估量的经济损失和社会影响。因此，研究电力系统的稳定性具有十分重要的现实意义。时滞作为自然界中的一种普遍现象。它是指系统状态收稿日期：2016—08—16．--——132·--——的发

7、展趋势不仅取决于当前的运行状态，而且还与过去的状态有关，这种现象称为时滞⋯。并且时滞广泛存在于各种物理系统中，例如，机械系统，电力系统等等。尽管时滞广泛存在，然而在过去的电力系统稳定性研究和控制器设计中，时滞通常被忽略。原因就是传统的电力系统控制器设计通常是基于本地信息并且测量时滞非常小。但是，随着PMU(相位测量单元)和WAMS(广域测量系统)的发展，使得信息远距离传输和实现全局监控成为一种需求。为实现对电力系统整体监控，广域测量系统需要采集电网的全部信息，而信息在远距离传输过程中会产生明显的通信时滞，这些时滞会降低电力

8、系统性能，恶化电力系统甚至失稳。因此研究时滞电力系统的稳定与控制显得尤为重要。对此，国内外学者进行了大量研究。文献[2]研究了时滞对电力系统稳定域的影响；文献[3]利用特征值法来研究时滞对电力系统稳定性的影响；文献[4]利用四种不同的时滞近似处理方法来研究含多重时滞的大型电力系统小扰动稳定性。然而以上文