基于区间时滞影响下不确定电力系统的镇定器的设计方法技术方案

本发明专利技术涉及基于区间时滞影响下不确定电力系统的镇定器的设计方法，构造了一种新的增广向量和一种多重积分Lyapunov‑Krasovskii泛函，然后，在单重Wirtinger积分不等式的基础上引入双重Wirtinger不等式对泛函导数进行估计，并采用凸组合方法，得到保守性更小的系统鲁棒性稳定判据。在此基础上，设计了系统的无记忆和带记忆反馈控制器，并运用分歩线性化方法，得到基于严格线性矩阵不等式的镇定器存在性条件。最后，通过仿真分析验证了本发明专利技术的方法有效的扩大了电力系统的稳定运行区域，所设计的控制器具有较好的控制性能。

【技术实现步骤摘要】
基于区间时滞影响下不确定电力系统的镇定器的设计方法
本专利技术广域电力系统分析的
的
，尤其涉及基于区间时滞影响下不确定电力系统的镇定器的设计方法。
技术介绍
近年来，电力工业的快速发展使得电力系统规模不断地扩大，大规模的电网互联已成为当今电力系统发展的必然趋势，仅靠传统的反馈控制器已不能保证复杂电力系统安全稳定的运行。随着相量测量单元(phasormeasurementunit，PMU)和广域量测技术(wideareameasurementsystem，WAMS)的发展，使得信息的超远距离传输和全局控制成为可能，为广域电力系统的稳定性分析和控制提供了新的手段。广域反馈信号控制有效地提高了互联系统的动态性能，但广域条件下存在因远距离信息传输产生的明显时滞。研究表明，时滞是造成控制器性能降低，系统失稳甚至崩溃的重要诱因。因此，研究时滞影响下电力系统的稳定性分析并设计有效的控制器保证电力系统能稳定运行具有重要的现实意义。时滞电力系统控制器的设计条件建立在稳定性结论的基础上，因此，如何借助基于Lyapunov稳定性理论的时域分析法本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于区间时滞影响下不确定电力系统的镇定器的设计方法，其特征在于:该镇定器是基于以下步骤设计的：/n步骤一：在实际电力系统中，系统参数存在很多不确定性，构建此种情况时的电力系统的状态方程为：/n

【技术特征摘要】
1.基于区间时滞影响下不确定电力系统的镇定器的设计方法，其特征在于:该镇定器是基于以下步骤设计的：
步骤一：在实际电力系统中，系统参数存在很多不确定性，构建此种情况时的电力系统的状态方程为：



其中：x(t)＝[△δ△ω△E′△Ef]∈Rn是系统状态向量，△δ△ω△E′△Ef表示系统参数；x(t-h(t))为经过时间延时后的状态变量，φ(t)是t∈[-h2,0]上的连续的初试相量函数；A,A1为系统矩阵；h(t)为区间变时滞且满足：0＜h1≤h(t)≤h2，[ΔA,ΔA1]＝DF0[Ea,Eb]为系统参数扰动项，D,Ea,Eb为维数已知的常数矩阵，F0为时变矩阵，且满足：F0TF0≤I；
步骤二：构建区间变时滞电力系统的状态方程：



其中：x(t)＝[△δ△ω△E′△Ef]∈Rn是系统状态向量，△δ△ω△E′△Ef表示系统参数；x(t-h(t))为经过时间延时后的状态变量，φ(t)是t∈[-h2,0]上的连续的初试相量函数；A,A1为系统矩阵；h(t)为区间变时滞且满足：0＜h1≤h(t)≤h2，
步骤三：构造Lyapunov-Krasovskii泛函：



其中：
V1(t)＝ηT(t)Pη(t)，









式中：






构造合适的Lyapunov-Krasovskii泛函能对降低系统的保守性起到至关重要的作用，现有的泛函构造方法一般采用单、双重积分项，有些文献中引入了三重积分项，在以上方法的基础上本方法的步骤3构造了一个新型增广Lyapunov-Krasovskii泛函，不仅包含单、双和三重积分项，同时还在增广向量η(t)中引入了新的积分项和更充分利用时滞系统的信息，并且对V2的积分上下界做了分段处理，以便充分考虑变时滞的信息，有利于降低结论的保守性；
步骤四：沿公式(2)的解轨线对V(t)求导可得：












步骤五：引入引理1对(6)中的积分不等式进行估计可得：






其中：
步骤六：ei(i＝1,...,11)为分块坐标矩阵，例如，



步骤七：记则可得：






步骤八：引入引理2可得：






步骤九：记则可得：






在对泛函求导结果的放缩过程中，本方法在保守性较小的单重Wirtinger不等式的基础上采用了双重Wirtinger不等式，增加了和2ΩTZΩ项，有利于得到更加精确的不等式下界，从推导过程中可以看出，不仅双重积分导数和能被有效的放缩，三重积分导数和也能被更加精确的估算；同时，对式(11)-(12)、(15)-(16)的积分项进行了时滞分割，这能充分利用变时滞的信息，此外，定义了α,β，并引入了标量ε1,ε2，确保估计后的结果能够在凸组合的框架下获得稳定性判据，以上方法均有利于降低系统稳定判据的保守性；
步骤十：结合式(4)-(16)可得：



其中，见定理1，若存在标量ε1＞ε2＞0，使下列不等式成立：则满足：



由于0≤α,β≤1，则运用凸组合方法易知下列不等式成立：



则基于Lyapunov稳定性原理可得保证区间变时滞电力系统即式(2)渐近稳定性的结论；
步骤十：步骤九中的定理1为：
定理1：对于给定常量0≤h1≤h2和μ，若存在正定矩阵P∈R5n×5n，Q1,Q2,Q3∈Rn×n，W1,W2,W3,W4∈Rn×n，M1,M2,M3,M4∈Rn×n和正定标量ε1,ε2，使得下列不等式成立，则区间变时滞电力系统即式(2)是渐近稳定的：



式中：















Π＝[Παβ],(α,β＝1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11)，






Π17＝h12R4,Π18＝3R2+h1P4,Π19＝h12P5,Π1,10＝h12P5，









Π66＝-W3-R4,Π69＝-P5,Π6,1...

【专利技术属性】
技术研发人员：钱伟，郭建锋，吴中华，吴嘉欣，杨慧慧，
申请(专利权)人：河南理工大学，
类型：发明
国别省市：河南;41