动态电力系统课件二

NorthChinaElectricPowerUniversityDepartmentofElectricalEngineeringBaoding2008.5-7

动态电力系统分析与控制

目录

一．电力系统数学模型及参数二．电力系统小干扰稳定性分析五．直接法在暂态稳定分析中的应用

三．电力系统次同步谐振分析四．电力系统暂态稳定性分析六．电力系统电压稳定性分析

七．线性最优控制系统八．非线性控制系统九．电力系统控制(三)第七章线性最优控制系统一．概述

二．线性最优控制系统设计原理三．发电机线性最优励磁控制四．发电机实用线性最优励磁控制五．积分型线性最优励磁控制

从控制的角度看,电力系统是一个多输入、多输出的非线性系统.描述电力系统的方程式是一组非线性微分方程.研究线性最优控制系统在电力系统应用的目的:1.线性最优控制理论已经发展的相当完善，而非线性最优控制理论的发展还远远落后；2.某些非线性系统或非线性系统的某些问题可以用线性化的方法进似成线性系统。一．概述

由于以上原因,研究电力系统的某些控制问题时,可以采用线性化的方法,将电力系统简化为线性系统,然后根据线性最优控制理论,得到线性最优控制规律.下面介绍怎样把非线性系统线性化.一．概述

简单系统的状态方程为:一．概述

其中:为状态变量,为控制变量.

在运行点线性化,得:一．概述

对于线性系统,我们可以分析得到其最优控制规律.研究线性系统最优控制规律的问题称为线性最优控制.

线性系统的状态方程一般为:设采用二次型性能指标应用变分法解条件泛函的拉格郎日法可知,满足最优控制的条件为:二．线性最优控制系统设计原理

此时以上两式中的协态变量不是我们所需要的.要想办法消去.令有:这是有2n个变量的一阶线性齐次微分方程组,称为具有二次型性能指标的线性控制系统的哈密尔顿-庞特里亚金方程.该方程的通解为:二．线性最优控制系统设计原理其中:为2n填X2汪n阶矩雨阵,为2n维常珠数向拖量.将初喇始条耻件买代入,解出易向量所以,该方历程的谢特解随为:其中:为转若移矩饲阵.二．咏线性雹最优露控制兆系统询设计烦原理当,且起醉始时曾间仿为任嘴意时,有若控有制系册统稳挂定,则解得:为线塌性最剩优反毯馈阵.以下饶解盛的是具体土值.二．季线性罢最优心控制匙系统宫设计轧原理将陈代入婶和纽奉的床表达乔式:并将埋两瓣边对纽奉时间辉求导:化简冤后得:这就明是Ri匆cc弓at风i方程.Ri远cc挨at毕i方程旋是一真个矩康阵微递分方奥程,为未嘉知量.解出,就可筛得到脑最优砍控制.Ri最cc喇at仙i方程拔一般陕用数偏值解膀。二．闪线性酸最优弄控制描系统唇设计等原理当系武统为直定常当系统,A属,B为常待数阵芬时,数值柳计算锯显示况一般哈不变欺化,直到态接近施时,值才胁明显季变化,趋于0.所以,当请时,在有壮限时法间内,荡,故有:Ri炎cc姜at勉i微分筹方程抢简化折为代作数方捆程，星又称Ri唤cc浆at迈i代数尝方程.二．仅线性遭最优违控制探系统糕设计咳原理根据剩变分瓶法和这极大承值原隐理得伐到的务仅是猾最优截控制土的必挨要条肆件.但是,对于汗线性宽系统,该条谜件也冷是充凳分条岁件.下面面给予巴证明.构造城一个狭二次砖型函凭数,对时乏间求撞导:将状流态方池程和Ri辈cc渗at引i方程膛代入:二．拌线性揉最优态控制轿系统释设计剧原理将上特式在担区间旅对时栗间求丹积分,得:二．抄线性昆最优决控制畜系统艇设计行原理整理,得:即:等式峡右侧夏第一丈项与宗无君关.第二区项由乎于,所以蛙欲使,必须饰有:谊,或所以,对于翠线性泻系统,从极规值条嫩件得育到的侮控制窄规律奥确为最优拉控制.在最外优控钉制的读作用生下,二．纺线性借最优隐控制场系统猫设计猪原理要获阿得发争电机庙的线帝性最积优励屋磁控遇制规难律,首先磁要将贝系统踪蝶的状橡态方秆程在粒运行秧点线顾性化,得到梦线性诊化后螺的系重统线展性状欢态方愈程:如考拍虑到逢阻尼公绕组拣的作贿用饼，插以及则有:三．蛙发电炉机线报性最弊优励派磁控涉制简写碌为:定义疫二次墨型性盘能指雅标:式中:为实用对称死半正锤定矩缠阵,实用绘时可他取为实务对称武正定坦矩阵,实用性时可昼取取初鄙值条父件为:三．州发电闯机线胡性最裁优励暗磁控棉制三．报发电毙机线垂性最币优励润磁控门制根据收最优篮化原罚理,可得Ha横mi膨lt枯on函数参式堡中:为协秆态向撤量.依变而分法,摘Ha绪mi盗lt未on函数劈燕达到恐极值限的必竟要条只件为:由于给协态标向量宇和状昌态向更量间明满足旁线性晚关系:整理聋可得蹲矩阵Ri亭cc鱼at丙i方程:三．涨发电烧机线徒性最可优励呜磁控慈制由于虚的源变化敬规律,当把丘定为导无穷澡远时,可把Ri相cc然at族i微分愤方程延简化钩为Ri拨cc览at尚i代数丸方程狸：乖由旷此解则出定俭常矩游阵,从而肝得到巧最优跨控制绞规律:四．晴发电乎机实颂用线俱性最肌优励洽磁控熄制实际茶应用蔑时,由于租不易深测量,故采被用容伐易测仅量的皂代泡替,便于璃控制金的实播施.设腹则贯即所以,新旧虾状态轮变量揭间幕有如阀下关刷系式:四．燥发电剧机实临用线漆性最拢优励定磁控舟制简记搬为依所以其中:问题挪的关歪键是问确定窄线性泡变换轧矩阵,即找晃到忽两斗个函煎数关健系.四．盛发电走机实包用线从性最笨优励桥磁控飘制由于凝两组斥状态且变量退是线诵性独掏立的,故线艳性变诱换矩分阵所以掠可求玩出写及四．津发电悉机实卫用线惭性最逆优励洪磁控俊制新状隶态方条程为拣采眼用二测次型壮性能乘指标子选择斤权矩绝阵把最优梯反馈耀阵最优叮控制烧规律:为Li趁cc无at累i方程悔的解.五．访积分愧型线衡性最途优励挠磁控毫制对于激简单旷电力坟系统,当以已为状态垂变量沿时,系统婶线性纸化状态绩方程静和输双出方婶程为，为了污使励殿磁控握制在惑系统电遇到帖阶跃罩干扰跌时能玩使发键电机肆机端岂电压闹维持暗无差,引入浴机端选电压壶的积提分控柿制:把嗓代叶入系作统,得:设得新逮的状态市方程.五．炭积分锡型线从性最订优励菠磁控聋制只是袄的萍函数,故而且.新的状态翠方程贼为对新状态捏方程膝定义寄二次勤型性被能指柱标，将栋个须角微按解得诉线性忽最优妥励磁洲控制净规律励磁丛控制五．青积分店型线经性最搞优励弊磁控款制这就醋是积助分型浩线性滑最优恒励磁提控制闯规律.在使拾用计父算机抱控制薄时要篇做离迫散化勺工作,得到夺离散讯控制阳规律淋。五．茄积分旧型线移性最倦优励猴磁控剥制第n次控眉制时,有:为提京高控输制的毫可靠浊性和碧稳定计性，牲控制剂规律眉一般成采用纸增量剃控制衫形式:五．航积分叨型线乳性最扬优励协磁控窝制电力拒工程