緊急控制下最優(yōu)切機(jī)控制的控制變量權(quán)值取值

趙振元，陳維榮，張雪霞

（西南交通大學(xué)電氣工程學(xué)院，成都 610031）

緊急控制下最優(yōu)切機(jī)控制的控制變量權(quán)值取值

趙振元，陳維榮，張雪霞

（西南交通大學(xué)電氣工程學(xué)院，成都 610031）

切除發(fā)電機(jī)會(huì)減小系統(tǒng)的慣性時(shí)間常數(shù)，進(jìn)而影響系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定水平。根據(jù)慣性時(shí)間常數(shù)變化對(duì)系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定水平產(chǎn)生的影響和線性規(guī)劃理論，提出了一種電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定緊急控制下最優(yōu)切機(jī)控制的控制變量權(quán)值的取值方法。合理地調(diào)整切機(jī)控制量權(quán)值的大小，使經(jīng)加權(quán)后計(jì)算得到的控制策略能夠提高系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定水平，從而改進(jìn)控制策略和控制效果，且物理意義明確。通過新英格蘭39節(jié)點(diǎn)算例驗(yàn)證了所提出的切機(jī)控制變量權(quán)值取值方法的有效性。

暫態(tài)穩(wěn)定；緊急控制；最優(yōu)控制；切機(jī)控制量權(quán)值；慣性時(shí)間常數(shù)

暫態(tài)穩(wěn)定計(jì)算方法分為直接法和時(shí)域仿真法?；谥苯臃ɑ驍U(kuò)展等面積法，文獻(xiàn)[1]使用暫態(tài)能量裕度的靈敏度來計(jì)算切機(jī)量；文獻(xiàn)[2]針對(duì)緊急控制優(yōu)化決策中存在的問題，提出了一種候選控制措施篩選法。由于直接法不考慮實(shí)際受擾軌跡，且假設(shè)較多，當(dāng)考慮復(fù)雜模型時(shí)，直接法的復(fù)雜性將大大增加，同時(shí)計(jì)算精度也難以保證，存在計(jì)算結(jié)果魯棒性和精確性差的缺陷[3]。

在時(shí)域仿真法中，文獻(xiàn)[4]將緊急控制決策描述為最優(yōu)控制問題；文獻(xiàn)[5]根據(jù)暫態(tài)穩(wěn)定約束函數(shù)對(duì)各控制點(diǎn)的靈敏度進(jìn)行優(yōu)化計(jì)算，有效防止了過切問題；文獻(xiàn)[6]建立了暫態(tài)穩(wěn)定緊急控制非線性規(guī)劃模型，并給出近似規(guī)劃算法和貪婪法算法兩種求解方法，但模型中控制變量權(quán)值為缺省值，即所有權(quán)值均設(shè)為1；文獻(xiàn)[7]基于時(shí)域仿真給出暫態(tài)穩(wěn)定預(yù)防控制的非線性規(guī)劃模型，該模型與時(shí)域仿真具有同等的模型適應(yīng)性，其中控制變量權(quán)值取為發(fā)電機(jī)有功輸出調(diào)整的單位調(diào)整代價(jià)，但均取為相同數(shù)值，故權(quán)值在優(yōu)化模型中并未發(fā)揮作用，物理意義不明確；文獻(xiàn)[8，9]均對(duì)暫態(tài)穩(wěn)定緊急控制算法進(jìn)行了改進(jìn)，前者將理論算法與實(shí)際電網(wǎng)安全穩(wěn)定控制系統(tǒng)的配置情況和運(yùn)行要求相結(jié)合，后者對(duì)穩(wěn)定判據(jù)、積分步長和微步系數(shù)做出進(jìn)一步的改進(jìn)，但均未給出控制變量權(quán)值的取值方法。

本文針對(duì)電力系統(tǒng)緊急控制措施，只考慮切機(jī)控制，并根據(jù)電力系統(tǒng)在施加切機(jī)控制后，各受控機(jī)組慣性時(shí)間常數(shù)的變化對(duì)系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定水平產(chǎn)生的影響，對(duì)各個(gè)控制量的權(quán)值進(jìn)行取值，從而調(diào)整控制策略，使得施加控制后各機(jī)組慣性時(shí)間常數(shù)的變化能對(duì)系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定水平產(chǎn)生有利的影響，從而改進(jìn)控制策略和控制效果，物理意義清晰明確。

1 最優(yōu)切機(jī)控制數(shù)學(xué)模型

電力系統(tǒng)施加緊急切機(jī)控制前后的暫態(tài)過程微分代數(shù)方程組描述為

式中：x為各發(fā)電機(jī)組的狀態(tài)變量向量；x0表示系統(tǒng)狀態(tài)變量的初值；y為系統(tǒng)的代數(shù)變量向量；u為控制向量，其分量ui（i=1，2，…，r）為第i個(gè)切機(jī)點(diǎn)實(shí)際切除功率量與可切除總功率量之比，r是可切發(fā)電機(jī)節(jié)點(diǎn)數(shù)目。設(shè)緊急控制動(dòng)作時(shí)間為tcl，則對(duì)于控制向量u，當(dāng)t＜tcl時(shí)，u=0；當(dāng)t=tcl時(shí)，u發(fā)生突變；在t＞tcl后，u保持為常數(shù)。

緊急控制的目的是為了保持系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定性，而暫態(tài)穩(wěn)定性通常由發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子間最大相對(duì)搖擺角δmax來判斷，考慮到應(yīng)盡量減少控制結(jié)果的保守性，則可以適當(dāng)?shù)剡x定某一終端時(shí)刻tend，使該時(shí)刻下的δmax不大于規(guī)定值，tend的選取與所考慮的穩(wěn)定性要求有關(guān)，本文考慮首擺失穩(wěn)模式，將tend取為1.8 s。

切機(jī)控制算法應(yīng)在保持電力系統(tǒng)穩(wěn)定的前提下盡量少切發(fā)電機(jī)，控制算法模型的目標(biāo)函數(shù)為

式中，Pi為可控發(fā)電機(jī)節(jié)點(diǎn)的總有功功率。

若考慮到各控制變量的權(quán)重，將式（2）轉(zhuǎn)換成以切機(jī)代價(jià)最小為目標(biāo)，以電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定為約束條件的最優(yōu)切機(jī)問題的數(shù)學(xué)模型，即

式中：Ci為可控發(fā)電機(jī)節(jié)點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的權(quán)值；δi（tend）為第i節(jié)點(diǎn)發(fā)電機(jī)在控制量為u的情況下tend時(shí)刻的功角；ng為發(fā)電機(jī)節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)。

2 模型轉(zhuǎn)換

傳統(tǒng)的最優(yōu)控制算法在解決復(fù)雜的電力系統(tǒng)最優(yōu)控制問題時(shí)顯得較為困難。在最優(yōu)切機(jī)問題中，切機(jī)控制變量本身就是常量，無需參數(shù)化，故可方便地利用控制參數(shù)化算法，通過求出約束函數(shù)對(duì)控制變量的梯度，將問題轉(zhuǎn)化為一般數(shù)學(xué)規(guī)劃問題[10，11]。對(duì)于式（1）描述的系統(tǒng)，其梯度的具體計(jì)算公式[9]為

求出穩(wěn)定約束函數(shù)對(duì)控制變量的梯度后，將暫態(tài)穩(wěn)定緊急控制下最優(yōu)切機(jī)控制模型轉(zhuǎn)化成一組線性規(guī)劃問題，轉(zhuǎn)化后的線性規(guī)劃問題描述[9]為

式中：k為迭代次數(shù)，將計(jì)算結(jié)果代入系統(tǒng)，重新進(jìn)行時(shí)域仿真，若系統(tǒng)仍不穩(wěn)定，再計(jì)算，如此迭代，直至系統(tǒng)穩(wěn)定為止；a為微步系數(shù)，a的取值[9]與故障的嚴(yán)重程度有關(guān)，一個(gè)合適微步系數(shù)可以減少算法的計(jì)算量。

3 控制量權(quán)值的取值

實(shí)際穩(wěn)定控制操作中，在切機(jī)地點(diǎn)的選擇上，往往是優(yōu)先切除水電機(jī)組。如果需要切除火電機(jī)組，則按照均衡分散的原則進(jìn)行切除，即首先切除每個(gè)可切火電廠的1臺(tái)發(fā)電機(jī)組，若不夠再切第2臺(tái)[12]，以此類推。相應(yīng)地調(diào)整各個(gè)控制量的權(quán)值，可滿足上述切機(jī)順序原則。切機(jī)控制量的權(quán)值也可取為發(fā)電機(jī)組功率輸出調(diào)整的單位調(diào)整代價(jià)[7]，k＄/（MW·h），將暫態(tài)緊急控制問題轉(zhuǎn)變?yōu)橐郧袡C(jī)控制經(jīng)濟(jì)代價(jià)最小為目標(biāo)的最優(yōu)控制問題。

上述兩種控制量權(quán)值的取值方法，分別從電力系統(tǒng)實(shí)際操作出發(fā)以及從考慮切機(jī)控制的經(jīng)濟(jì)性出發(fā)。然而，當(dāng)電力系統(tǒng)失穩(wěn)后，切機(jī)控制的效果與切機(jī)地點(diǎn)、切除量大小等因素均有關(guān)，上述對(duì)控制量權(quán)值取值的方法只考慮了系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行的一些要求，均是外在因素，而不是根據(jù)內(nèi)在因素，即系統(tǒng)本身的暫態(tài)穩(wěn)定水平要求來取值。所以，這種方法的物理意義不明確。

由于切除發(fā)電機(jī)的同時(shí)也會(huì)帶走一定量的慣性時(shí)間常數(shù)，所以，在實(shí)施切機(jī)控制后，系統(tǒng)慣性時(shí)間常數(shù)將發(fā)生變化，進(jìn)而會(huì)影響電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定水平。送端與受端發(fā)電機(jī)組的慣性時(shí)間常數(shù)的變化對(duì)系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定水平的影響與送受兩端系統(tǒng)出力大小有關(guān)[13]。切機(jī)控制會(huì)減小系統(tǒng)慣性時(shí)間常數(shù)，故只考慮不同側(cè)機(jī)組慣性時(shí)間常數(shù)減小對(duì)系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定水平的影響。若將系統(tǒng)中各機(jī)組分為2類，第1類機(jī)組的慣性時(shí)間常數(shù)減小能提高系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定水平，而第2類機(jī)組的慣性時(shí)間常數(shù)減小會(huì)致使系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定水平降低，因此，在暫態(tài)穩(wěn)定切機(jī)控制中，應(yīng)盡量或優(yōu)先切除第1類機(jī)組，而避免切除第2類機(jī)組。相應(yīng)地，第1類機(jī)組所對(duì)應(yīng)的切機(jī)控制量權(quán)值的大小應(yīng)小于第2類機(jī)組對(duì)應(yīng)的控制量權(quán)值。

根據(jù)機(jī)組慣性時(shí)間常數(shù)的變化對(duì)系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定水平的影響，對(duì)切機(jī)控制量進(jìn)行加權(quán)，其目的是為了在計(jì)算過程中起到引導(dǎo)或趨向的作用，控制變量應(yīng)該滿足經(jīng)控制后的電力系統(tǒng)能保持暫態(tài)穩(wěn)定的要求，起到改變切機(jī)順序及優(yōu)先或避免切除某些機(jī)組的作用，因此，兩類受控機(jī)組的控制變量權(quán)值大小應(yīng)合理。若兩類機(jī)組的切機(jī)控制變量權(quán)值大小相差過大，則可能會(huì)出現(xiàn)過切或不收斂的情況，計(jì)算得到的控制措施不能保持電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定；若二者大小相差過小，控制量權(quán)值可能在計(jì)算過程中起不到作用，相應(yīng)的計(jì)算結(jié)果與權(quán)值為缺省值時(shí)的情況一樣。為滿足上述要求，通過計(jì)算試驗(yàn)，將第1類機(jī)組的切機(jī)控制量權(quán)值取為1，第2類機(jī)組的控制量權(quán)值取為1.4。

基于電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定緊急控制的最優(yōu)切機(jī)算法的主要步驟如下。

步驟1對(duì)控制量權(quán)值Ci進(jìn)行取值；

步驟2置迭代次數(shù)k=0，設(shè)定初值u0=0；

步驟3進(jìn)行系統(tǒng)時(shí)域仿真，計(jì)算約束函數(shù)h（uk）；

步驟4若k=0，h（uk）≥0，說明系統(tǒng)無需控制即可保持暫態(tài)穩(wěn)定，計(jì)算結(jié)束；否則轉(zhuǎn)下一步。

若k≠0，h（uk）≥0，則計(jì)算若|Lk+1-Lk|＜ε，ε為給定的精度要求，則計(jì)算結(jié)束；若h（uk）≥0，但|Lk+1-Lk|≥ε，則置h（uk）為其相反數(shù)；否則轉(zhuǎn)下一步；

步驟5調(diào)整微步系數(shù)a；

步驟6計(jì)算各控制變量的梯度，求解式（6）所描述的線性規(guī)劃問題，得到uk+1=uk+Δuk，并按實(shí)際情況離散化uk+1；

步驟7置k=k+1，返回步驟2。

4 算例計(jì)算

4.1 算例

算例采用新英格蘭10機(jī)39節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)，如圖1所示，網(wǎng)絡(luò)中選取節(jié)點(diǎn)30～38所連接的9臺(tái)發(fā)電機(jī)（G1～G9）作為切機(jī)控制點(diǎn)，每個(gè)受控節(jié)點(diǎn)的等級(jí)數(shù)均為10級(jí)，即將這些發(fā)電機(jī)平均分為10級(jí)。本文利用電力系統(tǒng)分析工具箱PSAT2.1.6（power system analysis toolbox）對(duì)算例系統(tǒng)進(jìn)行時(shí)域仿真，所有發(fā)電機(jī)均采用4階帶勵(lì)磁的模型，并設(shè)G2為平衡機(jī)，精度要求ε=0.1MW。借助仿真軟件，可方便地由攝動(dòng)法或差分法求出各個(gè)切機(jī)控制量的梯度，本文采用差分法計(jì)算梯度。

圖1 新英格蘭39節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)接線示意Fig.1 Sketchmap of New England 39-buspower system

4.2 算例計(jì)算過程

節(jié)點(diǎn)16在0 s時(shí)發(fā)生三相接地短路故障，0.12 s時(shí)故障清除，0.2 s時(shí)進(jìn)行切機(jī)。未采取任何控制措施，系統(tǒng)失去暫態(tài)功角穩(wěn)定，如圖2所示。

圖2 未施加控制的各相對(duì)轉(zhuǎn)子角搖擺曲線Fig.2 Relative rotor angle sw ing curvew ithout control

首先不對(duì)切機(jī)控制變量進(jìn)行加權(quán)，利用最優(yōu)切機(jī)控制算法進(jìn)行計(jì)算。當(dāng)不采取任何穩(wěn)定控制措施時(shí)，tend時(shí)刻系統(tǒng)的最大相角差為816.46°，計(jì)算出其對(duì)應(yīng)的穩(wěn)定約束值為-193.18。在故障發(fā)生后0.2 s進(jìn)行切機(jī)，計(jì)算切機(jī)點(diǎn)的梯度，計(jì)算結(jié)果見表1。

表1 不采取控制措施時(shí)的切機(jī)點(diǎn)梯度Tab.1 Gradientofgenerator-sheddingw ithout control

第1次迭代結(jié)果為在36節(jié)點(diǎn)切除2臺(tái)發(fā)電機(jī)。第1次施加控制后系統(tǒng)tend時(shí)刻最大相角差為676.66°，對(duì)應(yīng)的穩(wěn)定約束值為-129.61，系統(tǒng)未保持暫態(tài)穩(wěn)定，計(jì)算各切機(jī)點(diǎn)的梯度，見表2。

表2 采取第1次控制措施后的切機(jī)點(diǎn)梯度Tab.2 Gradientof generater-shedding under the first control

第2次迭代結(jié)果為在36節(jié)點(diǎn)切除2臺(tái)發(fā)電機(jī)，在38節(jié)點(diǎn)切除1臺(tái)發(fā)電機(jī)，第2次施加控制后系統(tǒng)tend時(shí)刻最大相角差為522.54°，對(duì)應(yīng)的穩(wěn)定約束值為-73.30，系統(tǒng)未保持暫態(tài)穩(wěn)定，繼續(xù)計(jì)算對(duì)各切機(jī)點(diǎn)的梯度，見表3。

表3 采取第2次控制措施后的切機(jī)點(diǎn)梯度Tab.3 Gradientof generater-shedding under the second control

第3次迭代結(jié)果為在33節(jié)點(diǎn)切除1臺(tái)發(fā)電機(jī)，在36節(jié)點(diǎn)切除2臺(tái)發(fā)電機(jī)，在38節(jié)點(diǎn)切除1臺(tái)發(fā)電機(jī)。第3次施加控制后系統(tǒng)tend時(shí)刻最大相角差為252.10°，對(duì)應(yīng)的穩(wěn)定約束值為-9.49，系統(tǒng)未保持暫態(tài)穩(wěn)定，各切機(jī)點(diǎn)的梯度見表4。

表4 采取第3次控制措施后的切機(jī)點(diǎn)梯度Tab.4 Gradientof generater-shedding under the third control

第4次迭代結(jié)果為在33節(jié)點(diǎn)切除1臺(tái)發(fā)電機(jī)，在34節(jié)點(diǎn)切除1臺(tái)發(fā)電機(jī)，在36節(jié)點(diǎn)切除2臺(tái)發(fā)電機(jī)，在38節(jié)點(diǎn)切除1臺(tái)發(fā)電機(jī)。經(jīng)上述控制后，系統(tǒng)tend時(shí)刻系統(tǒng)的最大相角差為124.31°，小于180°，根據(jù)系統(tǒng)最大相對(duì)角搖擺曲線可看出系統(tǒng)可以保持暫態(tài)穩(wěn)定，且滿足計(jì)算精度要求，停止計(jì)算。施加控制后的系統(tǒng)暫態(tài)功角搖擺曲線如圖3所示。

圖3 不加權(quán)切機(jī)控制后各相對(duì)轉(zhuǎn)子角搖擺曲線Fig.3 Relative rotor angle sw ing curvesafter generator-shedding controlw ithoutweighted

對(duì)切機(jī)控制變量進(jìn)行加權(quán)，節(jié)點(diǎn)16發(fā)生故障，相對(duì)于這一故障斷面，G4～G7處于送端，G1、G2、G3、G8和G9處于受端，送端系統(tǒng)出力為2 350MW，受端系統(tǒng)出力為3 835MW，送端系統(tǒng)出力小于受端系統(tǒng)出力，且相差較大。此時(shí)送端系統(tǒng)慣性時(shí)間常數(shù)減小會(huì)提高系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定水平，受端系統(tǒng)慣量減小會(huì)降低系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定水平[13]，應(yīng)盡量切除送端系統(tǒng)的機(jī)組，故取C33～C36為1，C30、C31、C32、C37和C38為1.4。

對(duì)控制變量進(jìn)行加權(quán)后，第1次迭代的計(jì)算結(jié)果與控制變量未加權(quán)時(shí)的相同，第2次迭代的計(jì)算結(jié)果變?yōu)樵诠?jié)點(diǎn)33切除1臺(tái)發(fā)電機(jī)，在節(jié)點(diǎn)36切除2臺(tái)發(fā)電機(jī)。施加控制后系統(tǒng)tend時(shí)刻最大相角差為566.08°，對(duì)應(yīng)的穩(wěn)定約束值為-87.74，系統(tǒng)未保持暫態(tài)穩(wěn)定，計(jì)算對(duì)系統(tǒng)施加第2次控制后各切機(jī)點(diǎn)的梯度，見表5。

表5 采取第2次控制措施后的切機(jī)點(diǎn)梯度（加權(quán)后）Tab.5 Gradientgenerater-shedding under the second controlw ith weighted

第3次迭代的計(jì)算結(jié)果為在節(jié)點(diǎn)33和節(jié)點(diǎn)35分別切除1臺(tái)發(fā)電機(jī)，在節(jié)點(diǎn)36切除2臺(tái)發(fā)電機(jī)。施加控制后系統(tǒng)tend時(shí)刻最大相角差為365.55°，對(duì)應(yīng)的穩(wěn)定約束值為-30.83，系統(tǒng)未保持暫態(tài)穩(wěn)定，計(jì)算對(duì)系統(tǒng)施加第3次控制后的各切機(jī)點(diǎn)的梯度，見表6。

表6 采取第3次控制措施后的切機(jī)點(diǎn)梯度（加權(quán)后）Tab.6 Gradientgenerater-shedding under the third controlw ith weighted

第4次迭代計(jì)算所得結(jié)果為在33節(jié)點(diǎn)和35節(jié)點(diǎn)分別切除1臺(tái)發(fā)電機(jī)，在36節(jié)點(diǎn)切除3臺(tái)發(fā)電機(jī)。經(jīng)上述控制后，系統(tǒng)可以保持暫態(tài)穩(wěn)定，且滿足計(jì)算精度要求，停止計(jì)算。施加控制后的系統(tǒng)暫態(tài)功角搖擺曲線見圖4。

根據(jù)線性規(guī)劃理論[14]，兩類機(jī)組的控制變量權(quán)值取值相差要適中。若相差太小，權(quán)值在計(jì)算中將起不到作用，計(jì)算所得到的結(jié)果與未加權(quán)時(shí)的計(jì)算結(jié)果一樣；若相差過大，雖然在計(jì)算過程中，權(quán)值可以明顯起到作用，但也可能會(huì)造成過切（如在一個(gè)切機(jī)點(diǎn)切除臺(tái)數(shù)過多），或系統(tǒng)的最大相角差越來越大，計(jì)算結(jié)果不收斂。

圖4 加權(quán)切機(jī)控制后各相對(duì)轉(zhuǎn)子角搖擺曲線Fig.4 Relative rotor angle sw ing curvesafter generator-shedding controlw ith weighted

4.3 算例結(jié)果分析

以上2個(gè)算例不加權(quán)和加權(quán)后的最優(yōu)切機(jī)控制結(jié)果見表7，施加控制后的系統(tǒng)暫態(tài)最大功角搖擺曲線如圖5所示。

表7 不加權(quán)和加權(quán)的最優(yōu)切機(jī)控制結(jié)果對(duì)比Tab.7 Results com parison of theoptimal generator-sheddingmethodsbetween weighted and unweighted

圖5 切機(jī)控制后最大相對(duì)轉(zhuǎn)子角搖擺曲線Fig.5 Biggest relative rotor angle swing curves under generator-shedding control

根據(jù)表7和圖5，相比較未加權(quán)時(shí)的控制措施，加權(quán)后的最優(yōu)切機(jī)控制措施盡量切除送端發(fā)電機(jī)，相應(yīng)的切機(jī)總量和系統(tǒng)暫態(tài)功角搖擺曲線的最大幅值和幅度都有所減小，振蕩周期變長，系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定水平提高。

5 結(jié)論

（1）根據(jù)機(jī)組慣性時(shí)間常數(shù)的變化對(duì)系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定水平的影響，對(duì)暫態(tài)穩(wěn)定最優(yōu)切機(jī)控制的控制變量進(jìn)行加權(quán)，可以避免或盡量切除某些機(jī)組，物理意義清晰明確，所求得的控制策略可以提高系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定水平。

（2）如此加權(quán)也可以改進(jìn)控制策略，起到減少總切機(jī)量的作用。

（3）針對(duì)系統(tǒng)中的不同故障，根據(jù)其所處具體斷面的位置和斷面上潮流的走向，可以將系統(tǒng)中各發(fā)電機(jī)組劃分為受端機(jī)組和送端機(jī)組，再根據(jù)兩端機(jī)組的出力情況，對(duì)切機(jī)控制變量進(jìn)行加權(quán)。因此，本文所提出的加權(quán)方法對(duì)于電力系統(tǒng)中嚴(yán)格的斷面故障控制策略及控制效果的改進(jìn)更為有效。

[1]滕林，劉萬順，貟志皓，等（Teng Lin，Liu Wanshun，Yun Zhihao，etal）.電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定實(shí)時(shí)緊急控制的研究（Study of real-time power system transientstability emergency control）[J].中國電機(jī)工程學(xué)報(bào)（Proceedingsof the CSEE），2003，23（1）：64-69.

[2]余貽鑫，楊濤，劉輝（Yu Yixin，Yang Tao，Liu Hui）.一種暫態(tài)穩(wěn)定緊急控制策略篩選法（Filteringmethod for transient stability emergency control strategy）[J].電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化學(xué)報(bào)（Proceedings of the CSU-EPSA），2006，18（5）：1-4，88.

[3]甘德強(qiáng)，辛煥海，王建全，等（Gan Deqiang，Xin Huanhai，Wang Jianquan，etal）.暫態(tài)穩(wěn)定預(yù)防控制和優(yōu)化新進(jìn)展（Progress in transientstability preventive controland optimization）[J].電力系統(tǒng)自動(dòng)化（Automation ofElectric Power Systems），2004，28（10）：1-7.

[4]王建全，王偉勝，朱振青，等（Wang Jianquan，Wang Weisheng，Zhu Zhenqing，etal）.電力系統(tǒng)最優(yōu)切負(fù)荷算法（Optimal load-shedding algorithm in power system）[J].電力系統(tǒng)自動(dòng)化（Automation of Electric Power Systems），1997，21（3）：33-35，38.

[5]畢兆東，王建全，韓禎祥（Bi Zhaodong，Wang Jianquan，Han Zhenxiang）.基于數(shù)值積分法靈敏度的快速切負(fù)荷算法（A fast load shedding algorithm based on integration sensitivity）[J].電網(wǎng)技術(shù)（Power System Technology），2002，26（8）：4-7，43.

[6]常乃超，陳得治，于文斌，等（Chang Naichao，Chen Dezhi，YuWenbin，etal）.基于受控微分-代數(shù)系統(tǒng)靈敏度分析的緊急控制（Emergency controlbased on sensitivity analysisof controlled differential-algebraic systems）[J].電力系統(tǒng)自動(dòng)化（Automation of Electric Power Systems），2003，27（17）：19-22，91.

[7]房大中，孫景強(qiáng)（Fang Dazhong，Sun Jingqiang）.基于最優(yōu)控制原理的暫態(tài)穩(wěn)定預(yù)防控制模型（Transientstability preventive controlmodel based on optimal control in power system）[J].電力系統(tǒng)自動(dòng)化（Automation of Electric Power Systems），2005，29（1）：18-21.

[8]任偉，房大中，陳家榮，等（RenWei，F(xiàn)ang Dazhong，Chen Jiarong，etal）.基于最優(yōu)控制原理的電力系統(tǒng)緊急控制及應(yīng)用（Optimal control theory based power system emergency control and its application）[J].電網(wǎng)技術(shù)（Power System Technology），2009，33（2）：8-13.

[9]王彪，方萬良，羅熙之（Wang Biao，F(xiàn)angWanliang，Luo Xizhi）.緊急控制下最優(yōu)切機(jī)切負(fù)荷方案的快速算法（A fast algorithm of optimal generator and load-shedding foremergency control）[J].電網(wǎng)技術(shù)（Power System Technology），2011，35（6）：82-87.

[10]Ota H，Kitayama Y，Ito H，et al.Development of transient stability control system（TSC System）based on on-line stability calculation[J].IEEE Trans on Power Systems，1996，11（3）：1463-1472.

[11]Teo K L，Goh C J，Wong K H.A Unified Computational Approach to OptimalControl Problem[M].England：Longman Scientific and Technical，1991.

[12]任偉（RenWei）.基于暫態(tài)能量的電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定切機(jī)控制研究（Study on Generator Tripping Control Based on Transient Energy for Transient Stability in Power System）[D].天津：天津大學(xué)電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院（Tianjin：School of Electrical Engineering and Automation，Tianjin University），2009.

[13]趙振元，陳維榮，戴朝華，等（Zhao Zhenyuan，Chen Weirong，DaiChaohua，etal）.系統(tǒng)慣性時(shí)間常數(shù)對(duì)互聯(lián)電網(wǎng)暫態(tài)穩(wěn)定水平的影響（Influence of system inertia time constantson transientstability levelof interconnected AC power grid）[J].電網(wǎng)技術(shù)（Power System Technology），2012，36（1）：102-107.

[14]束金龍.線性規(guī)劃理論與模型應(yīng)用[M].北京：科學(xué)出版社，2003.

Valueof ControlVariableW eightof OptimalGenerator-shedding Control for Emergency Control

ZHAOZhen-yuan，CHENWei-rong，ZHANGXue-xia
（SchoolofElectricalEngineering，Southwest Jiaotong University，Chengdu 610031，China）

A scheme to value the control variableweights ofoptimalgenerator-shedding control for emergency control of power system transientstability is proposed in this paper.Since the inertia of power system would decrease because of generator-shedding，the power system transient stability level is changed.In this paper，the generator-shedding controlvariableweightsare regulated based on the influence of the inertia changing on the transientstability leveland linear programming theory.Then the control strategy obtained by calculation canmake the power system transient stability level raise after the control variables areweighted.Thismethod improves the resultof generator-shedding control，and its physicalmeaning is definitive.The effectiveness of regulating the control variableweights proposed in this paper isverified by the simulation resultsofNew Egland-39 bussystem.

transientstability；emergency control；optimal control；generator-shedding controlvariableweight；inertia time constant

TM712

A

1003-8930（2013）05-0054-06

趙振元（1986—），男，碩士研究生，研究方向?yàn)樾履茉磻?yīng)用與電力系統(tǒng)穩(wěn)定。Email：zzyballack@163.com

2012-05-28；

2012-07-30

中央高?；究蒲袠I(yè)務(wù)費(fèi)專項(xiàng)資金科技創(chuàng)新項(xiàng)目（SWJTU11CX036）

陳維榮（1965—），男，教授，博士生導(dǎo)師，研究方向?yàn)樾履茉磻?yīng)用、智能監(jiān)控技術(shù)、智能信息處理等。Email：wrchen@swjtu.cn

張雪霞（1979—），女，博士，工程師，研究方向?yàn)橛?jì)算機(jī)智能、電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化。Email：zxxswjtu@gmail.com