電力系統高階模態互動作用分析及其控制關鍵問題研究

《電力系統高階模態互動作用分析及其控制關鍵問題研究》是依託電子科技大學,由黃琦擔任醒目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：電力系統高階模態互動作用分析及其控制關鍵問題研究
• 依託單位：電子科技大學
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：黃琦

項目摘要

針對大規模複雜電力系統低頻振盪呈現出各模態間線性和非線性交疊的特徵，該課題在前期研究工作的基礎上，深入研究更高精度的更高階模態互動作用的分析方法和控制對策。本課題擬通過建立電力系統高階模態的收斂分析方法，結合攝動分析來提高高階模態分析的精度；通過高階多項式動態非線性系統的分岔分析，來建立定量評估高階模態互動作用影響電力系統穩定的分析方法；通過在高階多項式系統中引入分岔控制策略，結合電力系統廣域測量信息，建立基於廣域信息的高階模態控制分析與設計方法。這些關鍵理論問題的解決，有助於提高大型複雜電力系統的高階模態分析的精度和實用性，對於研究互聯電力系統中低頻振盪的誘發機理及影響因素，進而找到有效的抑制措施，具有重要的理論意義和套用價值。

結題摘要

本項目的研究內容和目標是研究電力系統高階模態分析方法及其考慮電力系統高階模態互動作用的電力系統穩定控制方法。通過對該項目的研究，揭示影響高階模態分析精度的因素，並探索對策、抑制措施，從而建立電力系統低頻振盪高階模態互動作用精確分析方法體系，為建立在廣域測量與控制框架下高階模態互動作用控制理論與方法奠定基礎。其中的難點是高階模態分析中的更高階（高於2階）分析方法。研究過程中，嘗試結合包括動態系統的跟蹤理論在內的大量理論，取得的成果內容有： (1)將normal form分析推進到3階，建立了電力系統更高階模態分析的數學模型，研究了高於2階模態互動作用； (2)開發了新的計算分析軟體PSMAT (Power System Modal Analysis Tool)，可以方便地進行高階模態對比分析； (3)基於動態系統跟蹤理論，實現了高階模態互動作用截斷量化評估（Quantitative Truncation Error Estimation）：通過定義吻合度指標的方法和通過子空間分解的方法； (4) 建立了基於非線性和非平穩信號處理的電力系統低頻振盪檢測與處理方法； (5) 運用當前非線性模態分析法（normal form、modal series、Carleman線性化，以及提出的一種改進Poincare-like Carleman線性化方法）研究高階模態互動用； (6) 建立了分析方法、測試設備和測試方法，檢測高階模態互動作用，為驗證和分析提供了技術手段； (7) 將模態互動作用的理論和方法套用於含SOFC（Solid oxide fuel cell）和MGT（Micro Gas Turbine）的混合微網系統，通過自適應調整實現其控制，達到了較好的效果; 結合該項目的研究，培養碩士2名，博士2名（在讀），在國際學術期刊、國際會議及國核心心期刊上投稿論文總計20篇，其中已發表13篇（6篇SCI、13篇EI、5篇ISTP），已錄用4篇SCI/EI，在審稿件3篇EI。申請國家發明專利7項（2項已授權）。 課題組主辦和受邀的會議：2010年受邀會議2次、學術講座1次；2011年會議1次、學術講座2、主辦會議1屆；2012年受邀會議1次、主辦會議1屆。