一種多facts阻尼控制器交互作用分析方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及電力系統領域，具體涉及一種基于譜半徑函數的多FACTS阻尼控制器 交互作用分析方法。
【背景技術】
[0002] 靈活交流輸電系統（flexible AC transmission system, FACTS)的出現為現代 電力系統的安全、經濟、可靠和優質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，并將對電力系統的運行和控制產生重大影 響，嚴重時可能使FACTS裝置的控制性能惡化，甚至導致系統失穩。但在通常情況下，人們 設計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控制器間可能出現的負交互 作用，以保證系統的安全穩定運行具有重要的現實意義。
[0003] 近年來，關于FACTS交互分析方法的研究得到了廣泛關注，目前主要方法有模態 分析，Normal Form正規則理論，相對增益矩陣，奇異值分析等。但目前關于多FACTS交互 作用圖示化分析方法鮮見報道。本發明便是研究多FACTS交互作用圖示化分析方法，分析 結果將更直觀，實現多臺FACTS阻尼控制器的協調穩定運行，充分發揮多臺FACTS的良好性 能。
【發明內容】
[0004] 為了克服現有技術的缺陷，本發明的目的在于提供一種基于譜半徑函數的多 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果，避免多FACTS 控制器間可能出現的負交互作用，消除系統安全穩定隱患，提升系統安全穩定性。
[0005] 為了實現上述發明目的，本發明采用下述技術方案實現的：
[0006] -種多FACTS阻尼控制器交互作用分析方法，其改進之處在于，所述方法包括下 述步驟：
[0007] (1)計算電力系統中作為研究對象的各臺FACTS阻尼控制器的等效開環傳遞函 數；
[0008] (2)計算FACTS阻尼控制器譜半徑函數矩陣；
[0009] (3)根據步驟⑵計算出的譜半徑函數矩陣繪制譜半徑函數曲線；
[0010] (4)根據譜半徑函數曲線判斷各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傳遞函數計算公式為：
[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傳遞函數，i = 1，2,…，N，j = 1，2,…，N，N為電力系統中作為研究對象的FACTS阻尼控制器總數，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表示系統傳遞函數矩陣中位于第i 行第j列的元素，G(s)、Ge(s)分別為電力系統傳遞函數矩陣和FACTS阻尼控制器傳遞函數 矩陣。
[0014] 所述步驟（2)中，計算FACTS阻尼控制器譜半徑函數矩陣包括如下步驟：
[0015] 2-1)計算每臺FACTS阻尼控制器的譜半徑函數，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，i = 1，2,…，N，N為電力系統 中作為研究對象的FACTS阻尼控制器總數，gei表示第i臺FACTS阻尼控制器的傳遞函數；
[0018] 2-2)將每臺FACTS阻尼控制器的譜半徑函數組成FACTS阻尼控制器譜半徑函數矩 陣 P ( ? ) = [P " P2,…，P i，…，PN]。
[0019] 所述步驟（3)中，所述譜半徑函數曲線包括每臺FACTS阻尼控制器所對應的二維 曲線，每個二維曲線的橫坐標為相應FACTS阻尼控制器的頻率、縱坐標為相應FACTS阻尼控 制器的譜半徑函數輸出的數值。
[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曲線，若譜半徑函數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的那臺FACTS阻尼控制器與電力系統中其它作為 研究對象的FACTS阻尼控制器間存在嚴重的交互作用，且這種負交互會導致電力系統不穩 定。
[0022] 與現有技術比，本發明達到的有益效果是：
[0023] 本發明提供的多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果，更符合電力系統的監控需求，避免 多FACTS控制器間可能出現的負交互作用，消除系統安全穩定隱患，提升系統安全穩定性。
[0024] 本發明不僅可以直接應用于電力系統在線分析平臺，還適用于基于廣域量測系統 的安全穩定分析領域，具有重要的工程應用價值。
【附圖說明】
[0025] 圖1是本發明的基于譜半徑函數的多FACTS阻尼控制器交互作用分析方法的流程 圖；
[0026] 圖2是本發明提供的兩機系統模型；
[0027] 圖3是本發明提供的第一臺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是本發明提供的基于譜半徑函數的多FACTS阻尼控制器交互作用圖示化分析 結果；
[0030] 圖6是本發明提供的兩臺FACTS阻尼控制器同時運行控制效果圖。
【具體實施方式】
[0031] 下面結合附圖對本發明的【具體實施方式】作進一步的詳細說明。
[0032] 本發明提供的基于譜半徑函數的多FACTS阻尼控制器交互作用圖示化分析方法， 圖1是本發明的多臺FACTS阻尼控制器設計方法的流程圖，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，其改進之處在于，所述方法包括下 述步驟：
[0034] (1)計算電力系統中作為研究對象的各臺FACTS阻尼控制器的等效開環傳遞函 數，計算公式如下；
[0035]
①；
[0036] 計算等效開環傳遞函數過程中所用到的電力系統傳遞函數矩陣Gc(s)和FACTS阻 尼控制器傳遞函數矩陣G。(s)【該矩陣G。(s)中的傳遞函數即為FACTS阻尼控制器頻率特性 函數】，可以本步驟（1)中計算，也可以在本步驟（1)之前預先計算電力系統傳遞函數矩陣 G。(s)和電力系統中作為研究對象的全部N臺FACTS阻尼控制器傳遞函數，然后在用到時直 接提取讀取電力系統傳遞函數值組成矩陣G。(s)，讀取FACTS阻尼控制器傳遞函數組成矩陣 G c(s)。
[0037] 等效開環傳遞函數計算過程中，電力系統傳遞函數矩陣G(s)和FACTS阻尼控制器 傳遞函數矩陣G c(s)的計算方法采用本領域技術人員公知的現有技術，例如：
[0038] 電力系統傳遞函數矩陣G(s)的計算方法為：
[0039] A1、在FACTS阻尼控制器開環運行條件下，設第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、利用傳遞函數辨識方法計算電力系統傳遞函數& = f ;
[0041] Cl、重復步驟A1-B1，在步驟B1中也可采用其它相關辨識法、頻域辨識法、最小二 乘估計或卡爾曼濾波法中的任一種，來計算電力系統傳遞函數矩陣中各元素（該元素即為 電力系統傳遞函數 gij)，從而形成電力系統傳遞函數矩陣。
[0042] FACTS阻尼控制器傳遞函數矩陣Gc (s)的計算方法為：
[0043] A2、設定第i臺FACTS阻尼控制器傳遞函數形式為
[0044]
②
[0045] 將設備設定的參數集合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；