基于广域阻尼控制器的电网低频振荡抑制方法及相关设备与流程

本申请涉及电力系统，尤其涉及基于广域阻尼控制器的电网低频振荡抑制方法及相关设备。

背景技术：

1、由于新能源发电具有间歇性与不确定性，提高了系统阻尼特性恶化的风险进而诱发低频振荡，影响电网安全稳定运行。现有抑制低频振荡的手段主要包括基于本地测量信号的电力系统稳定器和基于广域测量信息的广域阻尼控制技术。然而，由于负荷波动、发电机组出力变化、广域通信时延及信号丢失等多种不确定性因素的存在，电力系统的运行工况复杂多变，现有的新能源阻尼控制器设计方法无法满足电力系统安全稳定控制的需求。

技术实现思路

1、本申请实施例的主要目的在于提出基于广域阻尼控制器的电网低频振荡抑制方法及相关设备，以提高电力系统的稳定性。

2、为实现上述目的，本申请实施例的一方面提出了基于广域阻尼控制器的电网低频振荡抑制方法，所述方法包括以下步骤：

3、在多个稳态潮流收敛工况的稳态运行点对电力系统进行线性化处理，得到线性时不变模型及对应的状态空间方程；

4、根据所述状态空间方程计算得到参与因子；

5、根据所述参与因子确定控制信号和反馈信号；

6、根据所述控制信号和所述反馈信号对所述线性时不变模型进行降阶，对降阶后得到的模型矩阵进行修正与扩展，得到闭环系统；

7、根据所述闭环系统构建控制器参数优化问题；

8、求解所述控制器参数优化问题，得到反馈控制器；

9、根据所述反馈控制器控制所述电力系统。

10、在一些实施例中，所述根据所述状态空间方程计算得到参与因子，包括以下步骤：

11、根据所述状态空间方程确定状态矩阵的特征值；

12、确定所述特征值的右特征向量和左特征向量；

13、根据所述右特征向量、所述左特征向量和所述状态空间方程中状态变量的总数计算得到所述参与因子。

14、在一些实施例中，所述根据所述参与因子确定控制信号和反馈信号，包括以下步骤：

15、根据所述状态空间方程中输入矩阵的列向量和所述左特征向量计算得到能控性指标；

16、选取所述能控性指标最大的信号作为所述控制信号；

17、根据所述状态空间方程中输出矩阵的行向量和所述右特征向量计算得到能观性指标；

18、选取所述能观性指标最大的信号作为所述反馈信号。

19、在一些实施例中，所述对降阶后得到的模型矩阵进行修正与扩展，得到闭环系统，包括以下步骤：

20、对降阶后的模型矩阵进行修正与扩展，得到延时模型；

21、将所有运行工况下的所述延时模型组合，形成不确定性模型；

22、根据所述不确定性模型确定包括控制器的所述闭环系统。

23、在一些实施例中，所述根据所述闭环系统构建控制器参数优化问题，包括以下步骤：

24、以所述闭环系统的h∞性能和h2性能为优化目标，构建基于线性矩阵不等式的所述控制器参数优化问题。

25、在一些实施例中，所述求解所述控制器参数优化问题，得到反馈控制器，包括以下步骤：

26、采用两阶段线性矩阵不等式算法求解所述控制器参数优化问题；其中，在第一阶段先求解出状态反馈控制器，然后将所述状态反馈控制器代入第二阶段求解出控制器参数，得到输出反馈控制器。

27、在一些实施例中，所述根据所述反馈控制器控制所述电力系统，包括以下步骤：

28、动态采集所述电力系统的输出反馈信号并发送至所述反馈控制器；

29、利用所述反馈控制器根据所述反馈信号在线计算相应的阻尼控制指令；

30、将所述阻尼控制指令下发至受控能源设备，以供所述能源设备调节对应的可调容量或运行状态，进而抑制低频振荡。

31、为实现上述目的，本申请实施例的另一方面提出了基于广域阻尼控制器的电网低频振荡抑制装置，所述装置包括：

32、系统建模单元，用于在多个稳态潮流收敛工况的稳态运行点对电力系统进行线性化处理，得到线性时不变模型及对应的状态空间方程；

33、参与因子计算单元，用于根据所述状态空间方程计算得到参与因子；

34、信号确定单元，用于根据所述参与因子确定控制信号和反馈信号；

35、系统闭环单元，用于根据所述控制信号和所述反馈信号对所述线性时不变模型进行降阶，对降阶后得到的模型矩阵进行修正与扩展，得到闭环系统；

36、问题构建单元，用于根据所述闭环系统构建控制器参数优化问题；

37、问题求解单元，用于求解所述控制器参数优化问题，得到反馈控制器；

38、系统控制单元，用于根据所述反馈控制器控制所述电力系统。

39、为实现上述目的，本申请实施例的另一方面提出了一种电子设备，所述电子设备包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述的方法。

40、为实现上述目的，本申请实施例的另一方面提出了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述的方法。

41、为实现上述目的，本申请实施例的另一方面提出了一种计算机程序产品，包括计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述的方法。

42、本申请实施例至少包括以下有益效果：

43、本申请提供基于广域阻尼控制器的电网低频振荡抑制方法及相关设备，本申请方案通过在多个稳态潮流收敛工况的稳态运行点对电力系统进行线性化处理，得到线性时不变模型及对应的状态空间方程；根据状态空间方程计算得到参与因子；根据参与因子确定控制信号和反馈信号；根据控制信号和反馈信号对线性时不变模型进行降阶，对降阶后得到的模型矩阵进行修正与扩展，得到闭环系统；根据闭环系统构建控制器参数优化问题；求解控制器参数优化问题，得到反馈控制器；根据反馈控制器控制电力系统。本申请通过多稳态运行点线性化，利用参与因子确定控制与反馈信号，降阶并计及广域时延进行修正扩展形成闭环系统，求解出反馈控制器，有效应对新能源不确定性，增强系统阻尼，抑制低频振荡，提高电力系统稳定性。

1.基于广域阻尼控制器的电网低频振荡抑制方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的基于广域阻尼控制器的电网低频振荡抑制方法，其特征在于，所述根据所述状态空间方程计算得到参与因子，包括以下步骤：

3.根据权利要求2所述的基于广域阻尼控制器的电网低频振荡抑制方法，其特征在于，所述根据所述参与因子确定控制信号和反馈信号，包括以下步骤：

4.根据权利要求1所述的基于广域阻尼控制器的电网低频振荡抑制方法，其特征在于，所述对降阶后得到的模型矩阵进行修正与扩展，得到闭环系统，包括以下步骤：

5.根据权利要求1所述的基于广域阻尼控制器的电网低频振荡抑制方法，其特征在于，所述根据所述闭环系统构建控制器参数优化问题，包括以下步骤：

6.根据权利要求1所述的基于广域阻尼控制器的电网低频振荡抑制方法，其特征在于，所述求解所述控制器参数优化问题，得到反馈控制器，包括以下步骤：

7.根据权利要求1至6任一项所述的基于广域阻尼控制器的电网低频振荡抑制方法，其特征在于，所述根据所述反馈控制器控制所述电力系统，包括以下步骤：

8.基于广域阻尼控制器的电网低频振荡抑制装置，其特征在于，所述装置包括：

9.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至7任一项所述的方法。

10.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至7中任一项所述的方法。