面向广域阻尼控制的电力系统降阶辨识研究

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1、第37卷第1期四JII电力技术Vo1．37，No．12014年2月SichuanElectricPowerTechnologyFeb．，2014面向广域阻尼控制的电力系统降阶辨识研究陈科屹，阮征，何强，贺静波(1．国网四川省电力公司，四川成都610041；2．国家电网公司，北京100031)摘要：广域阻尼控制是抑制电力系统区间低频振荡极具潜力的手段，降阶辨识方法可用于获取广域阻尼控制器设计所需要的模型。电力系统的维数成千上万，基于模式可控可观性分析提出了电力系统面向阻尼控制器设计的可降阶原理、降阶误差分析方法以及基于降阶原理估计和BIC准则的模型定阶方法，并研究了降阶辨识实验的激励

2、信号和预滤波器设计。四机系统的仿真算例表明了所提出的面向广域阻尼控制的电力系统降阶辨识原理与方法的有效性。关键词：电力系统；低频振荡；广域阻尼控制；降阶辨识Abstract：Wide—areadampingcontrolisagreatpotentialapproachforthedampingofinter—arealow—frequencyoscilla—tions．Reducedorderidentificationprovidesafeasiblesolutiontogetthesystemmodelforthedesignofdampingcontroller．Thepr

3、incipleoforderreductionfordampingcontrollerdesigninpowersystemisstudiedbasedonmodecontrollabilityandob-servabilityanalysis．Thenmodelreductionerrorisanalyzedandamodelorderselectionmethodisproposedaccordingtoreduc-tionerroranalysisandBICcriterion．Thenaninputandpre—fiherdesignmethodisproposedford

4、ampingcontrolorientedi—dentificationexperiments．Theavailabilityofproposedprincipleandmethodsareverifiedinafour—machinesystem．Keywords：powersystem；low一~equencyoscillation；wide—areadampingcontrol；reducedorderidentification中图分类号：TM712文献标志码：A文章编号：1003—6954(2014)01—0033—06敛性和一致性、辨识误差的分布、模型的定阶方法以0引言

5、及辨识实验的最优激励信号和最优预滤波器设计方法，L．Ljung在其经典巨著中做了系统的总结。大区电网互联的形势下，低频振荡问题已成为相比之下电力系统中面向控制的辨识研究开展的较限制省间和区间功率传输极限的瓶颈，即使安装了少，I．Kamwa在这方面做了很多先驱性的工作，他大量传统的励磁附加阻尼控制器(powerstability采用子空间辨识等方法为电力系统MIMO控制器设stabilizer，PSS)，区间低频振荡问题仍然没有得到有计提供模型，获得了很好的仿真效果_3。文献[4]效解决J。广域测量技术的发展和普及使得采用采用PEM辨识方法获得了系统模型，并在此基础上广域信号作为阻尼

6、控制的输入信号成为可能，研究进行了MIMO最优控制器设计。系统辨识方法在电表明_lJ，对于抑制区间低频振荡，广域阻尼控制与力系统中应用的同时，在降阶原理及方法体系方面本地阻尼控制相比具有明显优势。还有待研究，包括：①电力系统面向阻尼控制器设在广域阻尼控制中，传统PSS设计中所采用的计的可降阶原理：电力系统的阶数有成千上万阶，可单机无穷大系统的假设已经不再适用。学者们陆续以用几阶到十几阶的模型来表示的原因；降阶的误差分析；降阶模型阶数的确定等等；②电力系统的提出了基于极点配置、最优控制及鲁棒控制等现代降阶辨识方法体系：电力系统辨识可用的方法；面向控制理论的广域阻尼控制器设计方法，然而

7、这些方广域阻尼控制误差度量；辨识实验的激励信号、预滤法都要基于系统模型，因此系统模型的获取是设计波器设计等等。广域阻尼控制器的关键。降阶辨识方法为获取电力系统控制器设计可用的模型提供了一种有效手段。1电力系统的可降阶原理与降阶误差系统辨识的方法众多，基于模型的方法主要有分析预报误差法(predictionerrormethod，PEM)和子空间辨识法两种，对于系统辨识的算法实现、辨识的收1．1模式可控可观性与系统降阶·33·第37卷第1期四川电力技术Vo1．37。No