大规模电力系统时滞稳定性的稀疏特征值分析方法研究

基于广域测量信息的电力系统阻尼控制，为克服传统电力系统稳定器（PSS）的不足，解决我国大区电网互联后出现的（超）低频功率振荡提供了新的手段。广域信息在通信和处理过程中，存在不可忽略的时滞，从而使得电力系统成为一个典型的时滞系统。时滞是导致系统控制律失效、运行状况恶化和系统失稳的一种重要诱因。目前，虽然在考虑时滞影响的广域阻尼控制方面开展了大量研究，但理论基础依然薄弱。本项目拟开展大规模电力系统的时滞稳定性的稀疏特征值方法研究，高效求解系统的时滞关键特征值、时滞稳定裕度（域），求取考虑时滞影响的关键特征值对时滞/运行参数/元件参数的灵敏度，提出计及时滞的广域信号/控制器安装地点选择方法，提出单个控制设备多控制通道之间和多个控制设备之间交互影响的量化评估新方法，初步建立含时滞环节的大规模电力系统时滞稳定性特征值分析的理论框架，为考虑时滞影响的广域阻尼控制器设计提供理论支持。

本项目开展了大规模电力系统的时滞稳定性的稀疏特征值方法等方面的研究。取得的主要研究成果包括：.1. 利用Pade近似有理多项式来逼近时滞环节，本项目提出了一种计算大规模时滞电力系统部分特征值的方法。该方法使得沿用常规电力系统小干扰稳定性的特征值分析方法理论和框架，分析时滞电力系统的小干扰稳定性和设计广域阻尼控制器成为可能；完善和丰富了基于特征值的小干扰稳定性分析理论。.2. 为了充分理解和揭示强模式谐振条件下，一个模式作为周期性扰动作用于另一个模式而引起系统强迫功率振荡的机理，提出了模式匹配方法、谐振点查找和谐振模式对辨识技术，并提出了基于响应成分和振荡特征的低频振荡类型判别方法。.3. 针对电力系统恢复过程中环网并列问题，提出了合闸角调控的一般性原则。同时以恢复负荷和增加发电机有功出力为控制手段，提出了基于混合整数规划模型的最优调控方法和基于两阶段解耦的优化调控方法。在较短时间内达到环网并列条件的同时，也实现了对部分重要负荷的恢复，这显然能够提高恢复效率，加快恢复进程，减小停电损失。