电力系统广域动态稳定辨识与控制PDF电子书下载

第1章 绪论 1

1.1 电力系统重大稳定事件 2

1.1.1 几次重大的停电事故及启示 2

1.1.2 我国的稳定性试验及启示 7

1.2 广域测量系统 8

1.2.1 广域测量系统的发展 9

1.2.2 同步相量测量技术 9

1.2.3 广域测量技术的应用及进展 11

1.2.4 国内外基于广域测量系统的典型工程应用 15

1.3 电力系统动态功角稳定性 16

1.3.1 电力系统稳定性 16

1.3.2 动态功角稳定性 17

1.3.3 广域电力系统条件下的动态功角稳定问题 18

1.4 本书的主要内容 20

参考文献 21

第2章 电力系统动态建模与分析 25

2.1 多机系统动态建模 25

2.1.1 同步发电机6阶Park模型 25

2.1.2 同步发电机d-q轴等值电路 27

2.1.3 同步发电机实用模型 28

2.1.4 多机系统线性化模型 29

2.2 幅频域模式分析 35

2.2.1 模式分析 35

2.2.2 传递函数、留数、可控性与可观性 36

2.3 基于数据的建模分析 38

2.3.1 主导模式 38

2.3.2 模型降阶 40

2.3.3 降阶辨识原理 43

2.3.4 降阶辨识的误差分析 45

参考文献 48

第3章 响应信号分析方法 49

3.1 电力系统响应信号 49

3.2 响应信号分析方法 50

3.2.1 傅里叶变换 50

3.2.2 Prony方法 52

3.2.3 Hilbert-Huang变换法 54

3.2.4 ESPRIT法 58

3.2.5 其他方法简介 60

3.3 实际系统应用 61

3.3.1 江苏电网低频振荡动态跟踪系统 61

3.3.2 日本西部电网振荡模式分析案例 62

参考文献 65

第4章 类噪声信号辨识方法 66

4.1 类噪声信号 66

4.2 类噪声信号辨识方法 69

4.2.1 ARMA模型法 69

4.2.2 随机子空间方法 75

4.2.3 自适应滤波器算法 79

4.2.4 其他方法简介 82

4.3 辨识信号的选取 84

4.3.1 类噪声信号的功率谱 85

4.3.2 关键节点选取功率谱指标 85

4.3.3 关键节点信号的选择方法 87

4.4 辨识信号的预处理 88

4.4.1 去趋势 88

4.4.2 预滤波 89

4.4.3 再采样 89

4.5 辨识结果可信度分析 89

4.5.1 蒙特卡罗法 90

4.5.2 自助分析法 90

4.6 实际系统应用 91

4.6.1 南方电网仿真算例 91

4.6.2 WECC实时动态监控系统 95

参考文献 97

第5章 小幅激励响应辨识方法 99

5.1 电力系统激励实验 99

5.2 电力系统激励辨识方法 100

5.2.1 基于Prony的传递函数辨识方法 100

5.2.2 状态子空间数值辨识方法 102

5.2.3 基于正交投影的子空间方法 106

5.2.4 其他方法简介 110

5.3 基于小幅激励的电力系统激励辨识方法 112

5.3.1 实验设计分析 112

5.3.2 实验设计要点 114

5.3.3 设计流程 121

5.4 实际系统应用 122

5.4.1 南方电网仿真算例 122

5.4.2 WECC的实验 127

参考文献 131

第6章 电力系统闭环辨识理论 133

6.1 闭环辨识基本概念 133

6.1.1 闭环辨识系统 133

6.1.2 闭环辨识方法 133

6.2 多干扰情况下的闭环可辨识性 136

6.2.1 可辨识性基本概念 136

6.2.2 闭环可辨识性 137

6.3 多干扰情况下的闭环辨识一致性研究 142

6.4 多干扰情况下的闭环辨识收敛性研究 145

6.4.1 辨识时干扰模型未固定 145

6.4.2 辨识时干扰模型固定 146

6.5 多干扰情况下实现系统闭环辨识的条件 147

参考文献 151

第7章 电力系统广域动态稳定控制 152

7.1 广域阻尼控制 152

7.2 控制点及反馈信号选择 153

7.2.1 基于模型的方法 153

7.2.2 基于数据的方法 155

7.2.3 选点选信号方法小结 157

7.3 控制方法 158

7.3.1 基于模型的控制方法 158

7.3.2 基于数据驱动的控制方法 159

7.4 广域阻尼控制器综合设计 160

7.4.1 综合设计方案 160

7.4.2 整定流程 161

参考文献 162

第8章 鲁棒极点配置法 167

8.1 极点配置方法 167

8.1.1 基本原理 167

8.1.2 电力系统阻尼控制器设计的要求 168

8.1.3 频域的鲁棒阻尼控制器设计 169

8.1.4 时域的多目标控制器设计 171

8.1.5 四机系统仿真算例 174

8.2 闭环自适应控制方法 178

8.2.1 自适应控制中的闭环辨识问题 178

8.2.2 模型监控辨识体系 179

8.2.3 在线鲁棒阻尼控制器设计 182

参考文献 186

第9章 留数补偿控制法 188

9.1 基于留数法的广域阻尼控制器设计 188

9.1.1 基于留数法的阻尼控制原理 188

9.1.2 广域阻尼控制器的设计条件 189

9.1.3 广域PSS在线设计方法 191

9.1.4 南方电网仿真算例 194

9.2 基于广域信息的自适应阻尼控制 198

9.2.1 实现方案研究 198

9.2.2 在线参数自适应整定方法 200

9.2.3 南方电网仿真算例 200

9.3 多个控制器的协调控制方法 203

9.3.1 多控制器协调方法 203

9.3.2 南方电网仿真算例 206

参考文献 208

第10章 近似动态规划控制方法 210

10.1 近似动态规划控制原理 210

10.1.1 经典动态规划的基本原理 210

10.1.2 动态规划的近似方法 212

10.1.3 函数近似结构的选择 214

10.1.4 直接神经动态规划方法 216

10.2 线性二次调节器问题中DNDP方法的收敛性证明 217

10.2.1 多层感知器BP算法的收敛性 217

10.2.2 DNDP方法的收敛性 218

10.3 电力系统DNDP自适应控制 222

10.3.1 电力系统控制对自适应的要求 222

10.3.2 DNDP方法在电力系统稳定控制中的实现 227

10.3.3 4机2区系统的仿真结果 232

10.4 移相式DNDP自适应协调控制方法 239

10.4.1 移相式神经网络 240

10.4.2 南方电网多回直流功率调制的协调设计 243

参考文献 245

第11章 无模型自适应控制方法 247

11.1 无模型自适应控制基本原理 247

11.1.1 非线性离散时间系统的动态线性化描述 247

11.1.2 无模型自适应控制律 249

11.1.3 伪梯度向量估计算法 250

11.1.4 包含噪声的无模型自适应控制算法 251

11.2 单输入单输出电力系统无模型自适应控制 252

11.2.1 适于WADC的无模型自适应控制改进算法 252

11.2.2 无模型自适应控制改进算法稳定性分析及参数设置 256

11.3 多输入多输出电力系统无模型自适应控制 260

11.4 无模型自适应控制仿真算例 264

11.4.1 SISO情况36节点系统仿真算例 264

11.4.2 MIMO情况四川及其互联系统仿真算例 273

参考文献 279

第12章 广域时滞系统分析与控制器设计 281

12.1 广域时滞系统 281

12.1.1 固定延时的影响分析 282

12.1.2 固定时滞系统的稳定判据 284

12.1.3 Padé近似方法 286

12.1.4 随机延时的影响分析及工程处理方法 288

12.2 时滞鲁棒稳定控制器设计 295

12.2.1 基于Padé近似的频域鲁棒控制器设计方法 295

12.2.2 幅频整形与留数法控制设计的优势互补讨论 298

12.2.3 时滞的在线实测与调整技术 299

12.3 南方电网广域直流控制实时数字仿真实验 300

12.3.1 南方电网等值系统及实验硬件系统 301

12.3.2 幅频整形与相位补偿设计实验结果 303

参考文献 309

第13章 多回直流广域自适应阻尼控制介绍 311

13.1 背景介绍 311

13.2 广域直流自适应阻尼控制系统设计与实现 311

13.2.1 实际工程中的广域自适应阻尼控制器设计 312

13.2.2 控制系统的防误设计 316

13.2.3 控制系统硬件实现及工程实施 318

13.3 南方电网交直流混合系统仿真与实时数字仿真实验 320

13.3.1 仿真与RTDS实验系统 320

13.3.2 仿真与RTDS测试方案 321

13.3.3 自适应控制RTDS测试结果 323

13.3.4 南方电网西电东送输电极限的提高 324

13.4 现场调试与闭环扰动试验 329

13.4.1 现场调试方案 329

13.4.2 实际系统大扰动试验 331

参考文献 342

附录A 同步发电机d-q轴等值电路方程及参数推导 343

附录B 同步发电机实用模型推导 347

附录C 电力系统无模型自适应控制中的限幅环节处理 352

附录D 无模型自适应控制闭环系统有界性条件证明 356