含控制器在内电力系统元件的完整结构化模型及其简化(Ⅰ):建模方法与同步发电机建模应用

摘要：

现代电力系统中的各元件,如发电机与高压直流输电、柔性交流输电等电力电子装置,均安装有控制器,当进行区域控制或进行区域级仿真或分析时,需要含各元件控制器的完整区域模型.但完整区域模型非常复杂,因而迫切需要能对其合理简化,既能准确描述整个区域的主要动态特性,又能大大降低微分方程的阶数,降低模型的复杂性与非线性特性.而区域级模型简化的核心和重点又在于元件级模型的简化.该系列文章建立含控制器的元件完整结构化模型(微分-代数方程形式),并给出其简化方法.不同于传统的线性化等效或主导极点简化,提出的简化方法,在保证微分-代数系统性质、保留隐动态的前提下,大大降低微分方程阶数与复杂性,为实时控制提供合适的区域级(机电暂态)模型.该文给出元件完整与简化结构化模型的一般形式与规范化构造方法,建立含各种控制器(包括传统的解析与神经网络等非解析控制器)在内的同步发电机的完整结构化模型并做模型简化,简化模型与完整模型的仿真试验对比验证了简化方法的有效性.

关键词：结构化模型、简化模型、元件控制器、微分-代数系统、同步发电机

所属期刊栏目：37

分类号：TM76;TM712(输配电工程、电力网及电力系统)

资助基金：国家自然科学基金项目61473084,61074100;国家电网公司“大电网规划与运行控制技术深化研究重大专项”资助项目.Project Supported by National Natural Science Foundation of China61473084,61074100;Sponsored by State Grid Corporation of China Science and Technology Project

在线出版日期：2017-08-23（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共11页

页码：3982-3992