一種多facts阻尼控制器交互作用分析方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)領(lǐng)域，具體涉及一種基于譜半徑函數(shù)的多FACTS阻尼控制器 交互作用分析方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 靈活交流輸電系統(tǒng)（flexible AC transmission system, FACTS)的出現(xiàn)為現(xiàn)代 電力系統(tǒng)的安全、經(jīng)濟、可靠和優(yōu)質(zhì)運行提供了十分有效的手段。近年來越來越多的研究表 明：多個FACTS裝置之間可能存在的交互影響，并將對電力系統(tǒng)的運行和控制產(chǎn)生重大影 響，嚴(yán)重時可能使FACTS裝置的控制性能惡化，甚至導(dǎo)致系統(tǒng)失穩(wěn)。但在通常情況下，人們 設(shè)計FACTS控制器時只考慮單個裝置的作用，而沒有考慮各FACTS裝置間的交互作用問題， 因此研究多FACTS控制器的交互作用分析方法，避免多FACTS控制器間可能出現(xiàn)的負(fù)交互 作用，以保證系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行具有重要的現(xiàn)實意義。
[0003] 近年來，關(guān)于FACTS交互分析方法的研究得到了廣泛關(guān)注，目前主要方法有模態(tài) 分析，Normal Form正規(guī)則理論，相對增益矩陣，奇異值分析等。但目前關(guān)于多FACTS交互 作用圖示化分析方法鮮見報道。本發(fā)明便是研究多FACTS交互作用圖示化分析方法，分析 結(jié)果將更直觀，實現(xiàn)多臺FACTS阻尼控制器的協(xié)調(diào)穩(wěn)定運行，充分發(fā)揮多臺FACTS的良好性 能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 為了克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種基于譜半徑函數(shù)的多 FACTS阻尼控制器交互作用圖示化分析方法，該方法可以分析多FACTS阻尼控制器交互作 用，并用圖示化方法直觀明了的給出多FACTS阻尼控制器交互作用分析結(jié)果，避免多FACTS 控制器間可能出現(xiàn)的負(fù)交互作用，消除系統(tǒng)安全穩(wěn)定隱患，提升系統(tǒng)安全穩(wěn)定性。
[0005] 為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用下述技術(shù)方案實現(xiàn)的：
[0006] -種多FACTS阻尼控制器交互作用分析方法，其改進(jìn)之處在于，所述方法包括下 述步驟：
[0007] (1)計算電力系統(tǒng)中作為研究對象的各臺FACTS阻尼控制器的等效開環(huán)傳遞函 數(shù)；
[0008] (2)計算FACTS阻尼控制器譜半徑函數(shù)矩陣；
[0009] (3)根據(jù)步驟⑵計算出的譜半徑函數(shù)矩陣?yán)L制譜半徑函數(shù)曲線；
[0010] (4)根據(jù)譜半徑函數(shù)曲線判斷各FACTS阻尼控制器之間的交互作用情況。
[0011] 所述步驟（1)中，所述FACTS阻尼控制器的等效開環(huán)傳遞函數(shù)計算公式為：
[0012] 4似=&. +1?碎(，-泛鑼:T1 君
[0013] 其中，么辦)為第i臺FACTS阻尼控制器的等效開環(huán)傳遞函數(shù)，i = 1，2,…，N，j = 1，2,…，N，N為電力系統(tǒng)中作為研究對象的FACTS阻尼控制器總數(shù)，0表示去除Ge(s)第i 行和第j列后所得的矩陣，療表示去除G(s)第i行和第j列后所得的矩陣，威和適分別 表示去除G(s)中&后的第i行向量和第j列向量，gu表示系統(tǒng)傳遞函數(shù)矩陣中位于第i 行第j列的元素，G(s)、Ge(s)分別為電力系統(tǒng)傳遞函數(shù)矩陣和FACTS阻尼控制器傳遞函數(shù) 矩陣。
[0014] 所述步驟（2)中，計算FACTS阻尼控制器譜半徑函數(shù)矩陣包括如下步驟：
[0015] 2-1)計算每臺FACTS阻尼控制器的譜半徑函數(shù)，公式如下：
[0016] A =PiiSi, +gfM(I- G^rlg^]ga)
[0017] 其中，Pi為第i個FACTS阻尼控制器的譜半徑函數(shù)，i = 1，2,…，N，N為電力系統(tǒng) 中作為研究對象的FACTS阻尼控制器總數(shù)，gei表示第i臺FACTS阻尼控制器的傳遞函數(shù)；
[0018] 2-2)將每臺FACTS阻尼控制器的譜半徑函數(shù)組成FACTS阻尼控制器譜半徑函數(shù)矩 陣 P ( ? ) = [P " P2,…，P i，…，PN]。
[0019] 所述步驟（3)中，所述譜半徑函數(shù)曲線包括每臺FACTS阻尼控制器所對應(yīng)的二維 曲線，每個二維曲線的橫坐標(biāo)為相應(yīng)FACTS阻尼控制器的頻率、縱坐標(biāo)為相應(yīng)FACTS阻尼控 制器的譜半徑函數(shù)輸出的數(shù)值。
[0020] 所述步驟⑷中，判斷FACTS阻尼控制器之間交互作用情況的方法為：
[0021] 觀察FACTS阻尼控制器譜半徑函數(shù)曲線，若譜半徑函數(shù)曲線中的某一條二維曲線 的譜半徑> 1，則表示該二維曲線所對應(yīng)的那臺FACTS阻尼控制器與電力系統(tǒng)中其它作為 研究對象的FACTS阻尼控制器間存在嚴(yán)重的交互作用，且這種負(fù)交互會導(dǎo)致電力系統(tǒng)不穩(wěn) 定。
[0022] 與現(xiàn)有技術(shù)比，本發(fā)明達(dá)到的有益效果是：
[0023] 本發(fā)明提供的多FACTS阻尼控制器交互分析方法，能夠以圖示化形式更加直觀、 明了的給出多FACTS阻尼控制器交互作用的分析結(jié)果，更符合電力系統(tǒng)的監(jiān)控需求，避免 多FACTS控制器間可能出現(xiàn)的負(fù)交互作用，消除系統(tǒng)安全穩(wěn)定隱患，提升系統(tǒng)安全穩(wěn)定性。
[0024] 本發(fā)明不僅可以直接應(yīng)用于電力系統(tǒng)在線分析平臺，還適用于基于廣域量測系統(tǒng) 的安全穩(wěn)定分析領(lǐng)域，具有重要的工程應(yīng)用價值。
【附圖說明】
[0025] 圖1是本發(fā)明的基于譜半徑函數(shù)的多FACTS阻尼控制器交互作用分析方法的流程 圖；
[0026] 圖2是本發(fā)明提供的兩機系統(tǒng)模型；
[0027] 圖3是本發(fā)明提供的第一臺FACTS阻尼控制器獨立運行控制效果圖；
[0028] 圖4是本發(fā)明提供的第二臺FACTS阻尼控制器獨立運行控制效果圖；
[0029] 圖5是本發(fā)明提供的基于譜半徑函數(shù)的多FACTS阻尼控制器交互作用圖示化分析 結(jié)果；
[0030] 圖6是本發(fā)明提供的兩臺FACTS阻尼控制器同時運行控制效果圖。
【具體實施方式】
[0031] 下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的【具體實施方式】作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
[0032] 本發(fā)明提供的基于譜半徑函數(shù)的多FACTS阻尼控制器交互作用圖示化分析方法， 圖1是本發(fā)明的多臺FACTS阻尼控制器設(shè)計方法的流程圖，該方法包括下述步驟：
[0033] -種多FACTS阻尼控制器交互作用分析方法，其改進(jìn)之處在于，所述方法包括下 述步驟：
[0034] (1)計算電力系統(tǒng)中作為研究對象的各臺FACTS阻尼控制器的等效開環(huán)傳遞函 數(shù)，計算公式如下；
[0035]
①；
[0036] 計算等效開環(huán)傳遞函數(shù)過程中所用到的電力系統(tǒng)傳遞函數(shù)矩陣Gc(s)和FACTS阻 尼控制器傳遞函數(shù)矩陣G。(s)【該矩陣G。(s)中的傳遞函數(shù)即為FACTS阻尼控制器頻率特性 函數(shù)】，可以本步驟（1)中計算，也可以在本步驟（1)之前預(yù)先計算電力系統(tǒng)傳遞函數(shù)矩陣 G。(s)和電力系統(tǒng)中作為研究對象的全部N臺FACTS阻尼控制器傳遞函數(shù)，然后在用到時直 接提取讀取電力系統(tǒng)傳遞函數(shù)值組成矩陣G。(s)，讀取FACTS阻尼控制器傳遞函數(shù)組成矩陣 G c(s)。
[0037] 等效開環(huán)傳遞函數(shù)計算過程中，電力系統(tǒng)傳遞函數(shù)矩陣G(s)和FACTS阻尼控制器 傳遞函數(shù)矩陣G c(s)的計算方法采用本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的現(xiàn)有技術(shù)，例如：
[0038] 電力系統(tǒng)傳遞函數(shù)矩陣G(s)的計算方法為：
[0039] A1、在FACTS阻尼控制器開環(huán)運行條件下，設(shè)第i臺FACTS阻尼控制器的輸出量為 U，第j臺FACTS阻尼控制器的輸入量為Y ;
[0040] B1、利用傳遞函數(shù)辨識方法計算電力系統(tǒng)傳遞函數(shù)& = f ;
[0041] Cl、重復(fù)步驟A1-B1，在步驟B1中也可采用其它相關(guān)辨識法、頻域辨識法、最小二 乘估計或卡爾曼濾波法中的任一種，來計算電力系統(tǒng)傳遞函數(shù)矩陣中各元素（該元素即為 電力系統(tǒng)傳遞函數(shù) gij)，從而形成電力系統(tǒng)傳遞函數(shù)矩陣。
[0042] FACTS阻尼控制器傳遞函數(shù)矩陣Gc (s)的計算方法為：
[0043] A2、設(shè)定第i臺FACTS阻尼控制器傳遞函數(shù)形式為
[0044]
②
[0045] 將設(shè)備設(shè)定的參數(shù)集合I，Tui，Tn，T2i，T 3i，T4i代入上式②，即可計算出第i臺 FACTS阻尼控制器的傳遞函數(shù)；