动态电力系统课件七

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．电力系统控制第八章非线性控制系统一．概述

二．描述函数法三．相平面法四．大范围线性化法五．微分几何法

本质上,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.含有非线性元件的系统为非线性系统.绝大多数非线性系统的非线性微分方程无法直接求解,只能用数值计算的方法计算近似解.非线性系统的控制方法研究是当前控制领域的前沿课题.简单介绍几种非线性系统的分析与控制方法.一．概述

非线性系统输出量的基波分量与正弦输入信号之比称为描述函数.设非线性系统的输入为:系统输出为:如非线性系统是对称的,则,输出的基波分量其中:二．描述函数法

时,为复数.设有一非线性系统,其非线性部分的描述函数为,线性部分的传递函数为.共同构成一闭环系统.其方程为:即:其特征方程为:二．描述函数法

根据奈魁斯特判据,如果轨迹不包围,则系统稳定.如果包围,则系统不稳定.如果和轨迹有交点,则系统有可能存在持续振荡.采用小干扰法,可以判断系统是否存在稳定的持续振荡.如图,在两点,与相交,可能存在持续振荡.设系统工作在点,如果系统受到一个小干扰,使系统非线性部分的振幅略有增加,沿着轨迹从点移到点.二．描述函数法

由于点位于包围的部分,所以点对应于不稳定状态.振幅将继续增加,一直增到点为止.如果干扰使点移到点,由于点不被包围,故振幅将继续减小直至为零.由于运行点离开点后就不再回来,故点不能稳定运行.然而点与点不同,若干扰使运行点从点移到点,由于点未被包围,则点对应于稳定状态.振幅将减小,回到点.若干扰使点移到点,由于点被包围,振幅增大,又回到点.所以点是稳定运行点.二．描述函数法

由于描述函数只取了系统非线性特性的一次近似,所以几个非线性元件串联后的描述函数通常不等于各非线性元件的描述函数之积.因此,对一非线性系统,要把其中的非线性元件综合为一个元件,求出等效的描述函数.描述函数只适用于弱非线性系统.二．描述函数法用相插轨迹喷表示伟系统赤的动暑态过淹程称漂为系加统动肉态特碑性的苍相平封面表征示法.相平橡面表亭示法驰可应伤用于揉强非妹线性悄系统.由于价作图钢的原泼因,相平虹面法偿特别捧适用成于二喘阶系取统.而要结做出元三阶芝系统框的相构轨迹余就比公较困托难.高于往三阶梅的系衔统不热能绘面出相猎轨迹.相平战面法皂一般菌用图数解法鼠绘相虏轨迹.相平炉面上诸的相云轨迹愈表述许的是深的炮函数乐关系,没有遵显示蓄时间险信息.有些秆时候衬需要腥知道紫函数蜘变化叼的时破间曲待线.如在估电力央系统造稳定钞性分傍析中,不仅伏要计刚算出拾最大塔切除棉角,还要页知道伴极限捆切除交时间.三．仗相平的面法由相平敌面图祥求时辣间解戴可按危下列偷方法碌进行.由于嘉相平舍面图琴的纵郊坐标钓为此式度表明:如用米为纵铃坐标,用品为横私坐标.曲线太下的味面积爪就表因示为盲时间.由于柄状态小空间隆理论棉的发址展,相平耕面法观逐渐可被其册代替.三．始相平柴面法将非皂线性漆系统华的状聋态方盏程员转化护成其中:为块的哑线性亿主部.大范咏围线往性化谱方法擦的指起导思崖想为:将控董制滨分稠成两部耀分,其中胁用于量抵消庄非线献性部顽分,即.因此悔有:根据犁线性捎最优都控制吼理论,可得数线性挤最优贩控制姑规律:.系统亡的非题线性给控制驶规律四．喜大范闲围线谢性化模法将一锹类非迈线性清系统鹊的状扩态方粘程氏用基男于微致分同增胚的良映射孝转化万成另咏一空词间的犯线性吃状态则方程,然后毁在新接的状尾态空捏间构钳造二旧次型榆性能塘指标,利用佛线性虚最优增控制摩理论,求得新状扰态空陷间的口线性蜜最优脊控制钻规律:再利堆用反锯变换,将伟映射饲回原惹状态蚂空间,得原符状态膀空间念的控错制规下律.五．讽微分器几何穿法电力愈工程喉系De克pa华rt纤me初nt楚o长f著El友ec态tr迎ic棕al龙E舒ng品in