郭克 肖寧

摘? 要： 電力系統(tǒng)中信號傳輸?shù)臅r間滯后通常會導(dǎo)致通信時延，影響電網(wǎng)的調(diào)控系統(tǒng)控制效率，從而造成電網(wǎng)運(yùn)行穩(wěn)定性降低。針對電力系統(tǒng)的通信時延問題，文中提出一種基于積分二次約束改進(jìn)算法的時延電網(wǎng)控制策略。首先在考慮通信時延的基礎(chǔ)上搭建電網(wǎng)微分方程模型，然后在算法中對電網(wǎng)的輸入與輸出設(shè)置約束條件，再結(jié)合耗散理論對積分二次約束算法進(jìn)行改進(jìn)。在此基礎(chǔ)上設(shè)計時延反饋控制器，來提升電力系統(tǒng)穩(wěn)定性，判定依據(jù)的保守性。最后，在電力系統(tǒng)安全分析軟件中對算法進(jìn)行仿真驗證。仿真結(jié)果表明，所提出的基于積分二次約束改進(jìn)算法的時延電網(wǎng)控制策略能夠有效抑制振蕩，同時減少通信時延對電網(wǎng)運(yùn)行穩(wěn)定性的影響。

關(guān)鍵詞： 時延電網(wǎng); 控制策略; 時延反饋控制; 模型搭建; 約束條件設(shè)置; 仿真驗證

中圖分類號： TN876?34; TP212? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號： 1004?373X（2019）16?0010?05

0? 引? 言

隨著我國電力工業(yè)的發(fā)展，電力系統(tǒng)的區(qū)域電網(wǎng)互聯(lián)規(guī)模逐漸擴(kuò)大，因此，需要電網(wǎng)內(nèi)部各類變量實(shí)現(xiàn)全局測量與快速傳輸。而相量測量裝置（Phase Measurement Unit，PMU）與電網(wǎng)廣域測量系統(tǒng)（Wide Area Measurement System，WAMS），能較好地勝任此任務(wù)。然而在相量測量裝置工作時，廣域電網(wǎng)數(shù)據(jù)的測量、傳輸及控制命令的下達(dá)等環(huán)節(jié)通常存在通信時延[1?3]。此時電網(wǎng)廣域測量系統(tǒng)的內(nèi)部傳輸通道在進(jìn)行通信傳輸時也會存在通信時延，且傳輸介質(zhì)與裝置的類型、材質(zhì)不同也會使時延特性不同[4?6]。相量測量裝置與電網(wǎng)廣域測量系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)對通信時延的量化。測量結(jié)果表明，通信時延量級通常為毫秒級[7]。現(xiàn)有研究結(jié)果表明，即便通信時延較小，也會造成電網(wǎng)控制器性能惡化以至失效。而當(dāng)通信時延較大時，會導(dǎo)致電網(wǎng)失去穩(wěn)定而發(fā)生嚴(yán)重事故，這使電力系統(tǒng)的控制面臨新的挑戰(zhàn)[8?10]。因此，對基于通信時延的電力系統(tǒng)穩(wěn)定控制研究具有重要意義。

本文提出的積分二次約束改進(jìn)算法在其基礎(chǔ)上，對包含時延量的狀態(tài)變量設(shè)立邊界條件進(jìn)行約束。首先，在考慮遠(yuǎn)距離的通信時延的基礎(chǔ)上，結(jié)合耗散不等式設(shè)計反饋控制器;然后，采用Matlab中的線性矩陣不等式工具箱求解相應(yīng)參數(shù)，提升穩(wěn)定性判定依據(jù)的保守性，保障時延電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行;最后，搭建時延電力系統(tǒng)仿真模型，驗證該算法在電力系統(tǒng)穩(wěn)定性控制方面相較于不考慮時延的算法性能更優(yōu)。

4? 結(jié)? 論

通信時延通常會導(dǎo)致電網(wǎng)控制系統(tǒng)性能下降以至失去作用。本文提出的基于積分二次約束改進(jìn)算法的時延電網(wǎng)控制策略設(shè)定通信時延狀態(tài)變量約束條件，在考慮廣域系統(tǒng)遠(yuǎn)距離通信時延的基礎(chǔ)上結(jié)合耗散理論設(shè)計了時延反饋控制器，從而實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。相比于傳統(tǒng)不考慮時延的電力系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定器，本文所設(shè)計基于積分二次約束改進(jìn)算法的時延反饋控制器控制性能更優(yōu)。通過搭建廣域時延電力系統(tǒng)模型進(jìn)行仿真驗證，仿真結(jié)果表明基于積分二次約束算法設(shè)計的時延電網(wǎng)控制策略能有效提升電網(wǎng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。

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