一種用於分析含風電電力系統隨機穩定性的方法
2023-09-10 19:00:45
一種用於分析含風電電力系統隨機穩定性的方法
【專利摘要】本發明屬於電力系統領域，尤其是涉及一種用於分析含風電電力系統隨機穩定性的方法，該方法利用隨機微分方程對系統中存在的隨機擾動進行建模，給出適用的隨機穩定性定義，利用隨機微分方程理論，Ito公式，隨機Lyapunov能量函數方法找到了實用的隨機漸近均方穩定判據，並推導出狀態矩陣參數不確定系統的隨機穩定性判據。本發明能夠更準確揭示隨機穩定性的本質，克服確定性分析方法不夠的準確的缺點，使得模型更精確，並對改善系統控制提供新的理論和方法；從隨機系統角度提出了適用於電力時變參數系統的隨機穩定性定義；提出了較為實用的電力系統隨機時變參數系統的穩定判據，與其它方法相比具有簡潔性，實用性。
【專利說明】—種用於分析含風電電力系統隨機穩定性的方法
【技術領域】
[0001]本發明屬於電力系統領域，尤其是涉及一種用於分析含風電電力系統隨機穩定性的方法。
【背景技術】
[0002]現代電力系統中存在著大量隨機擾動，且在不同程度上影響著系統穩定性及電能質量。傳統的電力系統穩定性分析大多是在給定系統運行狀態、元件參數、幹擾方式的情況下進行，使用常微分方程描述系統動態行為，通過求解狀態方程的特徵根來分析其穩定性。對於系統中存在的大量隨機擾動現象，如負荷的隨機波動、原動機扭矩的隨機振動、互聯大電網中功率角的隨機振蕩、風力發電中風速隨機變化等，通常運用概率統計的方法來處理和解決。該領域已經有了比較長的研究歷史，而且也取得了相當多的研究成果。然而常微分方程是基於黎曼積分的確定性方程，因此傳統研究方法的本質仍然是確定性方法，計算量大，且給出的是穩定性分析的統計結果，無法從本質上描述隨機因素對系統動態過程的影響。
[0003]隨機微分方程(Stochastic Differential Equation)在描述系統隨機擾動時具有優勢，其基於隨機積分(Stochastic Integral)直接刻畫系統中存在的隨機擾動變量，可以更準確的建立電力系統數學模型，進而得到更準確的穩定性分析方法和控制策略。
【發明內容】
[0004]本發明的目的在於，針對目前常規穩定性分析方法無法準確分析含風電電力系統受到隨機擾動影響的缺點，提供一種用於分析含風電電力系統隨機穩定性的方法，所述方法包括以下幾個步驟:
[0005]步驟1、利用隨機微分方程對系統中存在的隨機擾動進行建模，建立電力系統的時變參數動態模型；
[0006]步驟2、從實用及理論角度出發給出適用的隨機穩定性定義；
[0007]步驟3、利用隨機微分方程理論，Ito (變量替換)公式，隨機Lyapunov (李雅普諾夫)能量函數方法找到了實用的隨機漸近均方穩定判據，並推導出狀態矩陣參數不確定系統的隨機穩定性判據。
[0008]所述方法中的步驟I主要包括:
[0009]步驟101、根據異步風機的戴維寧等效電路設立風電機組的定子電流方程為:
【權利要求】
1.一種用於分析含風電電力系統隨機穩定性的方法，其特徵在於，所述方法包括以下幾個步驟: 步驟1、利用隨機微分方程對系統中存在的隨機擾動進行建模，建立電力系統的時變參數動態模型； 步驟2、從實用及理論角度出發給出適用的隨機穩定性定義； 步驟3、利用隨機微分方程理論，Ito公式，隨機Lyapunov能量函數方法找到了實用的隨機漸近均方穩定判據，並推導出狀態矩陣參數不確定系統的隨機穩定性判據。
2.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述方法中的步驟I主要包括: 步驟101、根據異步風機的戴維寧等效電路設立風電機組的定子電流方程為:
3.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述方法中的步驟2主要包括: 定義系統的矩穩定性；對於隨機線性微分方程系統
dX (t) =AtX (t)，X (t0) =X0 ； 其中B(t)為m維Wiener過程，At為nXn時變參數狀態矩陣，CSnXn實矩陣，X(t)為系統隨機狀態變量；對系統初始平衡狀態XUtl)若有:
4.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述方法中的步驟3主要包括: 步驟301、對於含大規模風電場的電力系統，考慮風機隨機投切擾動，系統的狀態方程可以表示為如下線性系統:dX (t) =AtX (t)，X (t0) =X0 ； 其中At=A。+ σ (t)，Ac為狀態矩陣確定性部分，C</) = 7]{t) +衝)，為nXn隨機向量矩陣； 步驟302、將上述線性系統的Kolmogorov後退算子記為L，記矩陣P=[Pij]nXn e RnXn,其是以下Lyapunov函數的正定解
(A ? A) TP+P (A ? A) =-Q (Q>0)，易得
5.一種用於分析含風電電力系統隨機穩定性的方法的應用，其特徵在於，包括:隨機微分方程在含風電場電力系統隨機時變參數系統建模中的應用和隨機漸近均方穩定判據的在分析電力系統隨機時變參數系統中的應用。
【文檔編號】H02J3/00GK103915839SQ201410138553
【公開日】2014年7月9日 申請日期:2014年4月8日 優先權日:2014年4月8日
【發明者】周明, 元博, 李庚銀 申請人:華北電力大學