區(qū)域電網(wǎng)非線性動(dòng)態(tài)模型降階研究.pdf

1、高階非線性模型能夠更詳細(xì)地描述電力系統(tǒng)實(shí)際的動(dòng)態(tài)行為,然而其高維性和復(fù)雜性也給電力系統(tǒng)的許多應(yīng)用帶來(lái)了問(wèn)題,如計(jì)算分析、在線仿真與預(yù)測(cè)控制等,有時(shí)對(duì)某些狀態(tài)變量的維數(shù)過(guò)高帶來(lái)的問(wèn)題甚至無(wú)法求解和實(shí)現(xiàn)。因此,研究如何降低區(qū)域電網(wǎng)非線性動(dòng)態(tài)模型的維數(shù)來(lái)降低計(jì)算復(fù)雜性,具有很重要的學(xué)術(shù)意義與應(yīng)用價(jià)值。本文使用基于經(jīng)驗(yàn)Gramian平衡降階的區(qū)域電網(wǎng)非線性動(dòng)態(tài)模型降階方法,主要研究工作包括以下幾個(gè)方面:
　　首先,形成非線性電力系統(tǒng)動(dòng)態(tài)模

2、型。采用六階模型描述發(fā)電機(jī)的動(dòng)態(tài)行為,將網(wǎng)絡(luò)、負(fù)荷模型與發(fā)電機(jī)模型的接口通過(guò)坐標(biāo)變換處理,得到適于模型降階處理的非線性電力系統(tǒng)模型,并將得到的高階非線性電力系統(tǒng)動(dòng)態(tài)模型在Matlab中編程實(shí)現(xiàn)。
　　然后,研究了非線性動(dòng)態(tài)模型的經(jīng)驗(yàn) Gramian平衡降階原理。利用 K-L展開(kāi)(Karhunen-Loeve decomposition)理論計(jì)算求得系統(tǒng)的主成分,并通過(guò)Galerkin映射將系統(tǒng)重要成分投影到其子空間上。為了使系統(tǒng)既

3、有可觀性又能確保其可控性,利用平衡變換可將原系統(tǒng)變換成平衡系統(tǒng),并通過(guò)矩陣變換求得平衡系統(tǒng)的Hankel奇異值矩陣,即可獲得相等的經(jīng)驗(yàn)可控與可觀Gramian矩陣;根據(jù)奇異值矩陣奇異值的大小可以確定系統(tǒng)主要狀態(tài)的維數(shù),由Galerkin映射將這些重要奇異值對(duì)應(yīng)的狀態(tài)投影到子空間上以實(shí)現(xiàn)模型降階。本文基于Matlab仿真平臺(tái),以單機(jī)無(wú)窮大系統(tǒng)為例詳細(xì)闡述了降階實(shí)現(xiàn)的過(guò)程,驗(yàn)證了算法的有效性。
　　另外,為提高經(jīng)驗(yàn)Gramian平衡降