[01702512]电力系统振荡的在线辨识与广域自适应控制

该项目属于电力系统技术领域。 电力系统规模庞大、运行方式复杂多变，其复杂振荡问题日益突出，严重威胁到电力系统安全稳定运行。研究振荡稳定的机理特性，提出在线辨识及控制方法，是保障电能可靠、经济生产与输送的基础，对国家安全和社会经济发展具有重要意义。 该项目研究历时12年，围绕电力系统振荡的机理特性、在线辨识、控制方法等基本问题开展了深入研究，解决了电力系统低频振荡的在线辨识、广域自适应控制等关键技术问题，为提高电力系统安全稳定运行水平做出了贡献。主要技术发明点如下： （1）基于多信号优选的电力系统低频振荡在线辨识。利用区间扩张理论和摄动理论将各反馈信号对振荡模式的阻尼效果进行量化，提出了基于贡献因子的反馈信号优选方法；利用联邦卡尔曼滤波器对系统关键参数进行在线筛选，提出了基于分类回归树理论的电力系统运行工况在线辨识方案，实现了对振荡模式的快速、高精度跟踪辨识；通过对不同机理的振荡特征分析，综合运用经验模态分解（EMD）、Prony和随机子空间（SSI）数字信号处理方法，提出了一种基于包络线拟合的低频振荡机理类型判别方法。 （2）电力系统低频振荡的广域自适应控制。发现了电力系统总阻尼守恒现象以及不同扰动与振荡模式的二元影射关系及内在诱发机理；提出了底层控制器与顶层决策单元相协调的分层分布式低频振荡控制方案，设计了基于非凸区域控制理论的混合H2/H∞鲁棒底层控制器，构建了基于双重Youla参数化理论的自适应控制顶层决策单元；提出了一种基于在线辨识模型的低频振荡协调阻尼控制方法，根据辨识模型对全系统阻尼进行优化和协调，为振荡控制提供决策依据，该方法不依赖于复杂的数学建模，便于实际电网应用。 （3）抑制双馈风电机组次同步振荡的混合阻尼控制器。提出了一种配置混合阻尼控制器抑制次同步振荡的方法，通过在双馈风电机组转子侧换流器的有功、无功外环控制环节分别配置有功阻尼控制器和无功阻尼控制器，增强双馈风电机组电气阻尼，抑制次同步振荡，该方法不需要外加设备，具有成本低、参数整定简单的优点。 该项目在研究过程中获得了国家自然科学基金、河北省自然科学基金的资助。 获得授权发明专利6项，在国内外重要期刊发表学术论文40篇。 项目成果已在河北电力调度控制中心、北京四方继保自动化股份有限公司获得了实际应用。成果获得了IEEE Fellow、IEEE Transactions on Power Delivery主编Reza Iravani教授等人的高度评价，查新报告显示该项目发明点在国内外公开发表的文献中均未见报道。 该项目成果的应用，提高了电网安全稳定运行水平，保障了国民经济发展用电和人民生活用电，推动了行业技术进步，社会效益显著。