计及其网络时延的二级电压紧急控制.pdf

计及网络时延的二级电压紧急控制 陈维莉，罗 毅，涂光瑜 (华中科技大学电气与电子工程学院，湖北省 武汉市 430074) 摘 要:该文在基于网络的二级电压控制系统的基础上，分 可见，现在电力系统时延控制方面多为小系统 析了网络时延的产生、组成、特性以及紧急情况下确定性时 列写状态方程的基础上基于 LMI 理论求取对确定 延和不同抖动值时不确定时延对二级电压控制系统主导节 性时延的控制策略。一般为时滞依赖性系统，这就 点电压幅值的影响。介绍了一种依据上次时延值递推本次时 [9] 要求时延有一个确定的最大值。但是像以太网 这 延值的在线时延预估方法，并以时延值为外推步数外推输出 种随机访问网络，其时延是没有最大值可言的。事 信号，据此设计了不确定时延控制器。对经典 IEEE 3 机 9 实上，在实际系统中，时延就是一个随机的变化的 节点系统故障仿真结果表明该方法能有效抑制不确定网络 时延引起的主导节点电压幅值的振荡。 量，尤其是在紧急情况下根本没有任何规律可寻， 更不用说满足一个确定的值。 关键词:网络控制系统；二级电压控制；紧急控制；不确定 考虑到网络时延在紧急情况下的快速时变特 时延；时延预估；线性外推 性，本文以二级电压紧急控制为例，建立了网络控 制系统的基本模型，分析了网络时延的产生、组成、 0 引言 特性以及紧急情况下确定性时延和不确定时延对 传统的电力系统通信传输是基于专线方式的， 二级电压控制系统主导节点电压的影响。提出了一 其测量和反馈信号在专用的通信信道上传输，而随 种在线预估时延，并根据时延大小外推控制信号的 着通信技术和网络技术的发展，将多种信号在同一 实时控制方法。这种方法对时延的大小、变化趋势 网络平台上传输的网络控制方式越来越体现出其优 等特性没有任何约束条件，因此更易于实现。仿真 [1-2] 势 。网络控制系统(Networked Control Systems, 结果表明该方法能有效减小时延对网络控制系统 NCS)在带来便利的同时，也引入了时延的问题，时 性能的影响。 [3-4] 延的存在使系统的性能受到影响 。 1 网络化二级电压控制系统 文献[5]是最早考虑电力系统测量和反馈控制 1.1 传统的二级电压控制系统 信号时延的一篇文章。该文中单机无穷大电力系统 二级电压控制是一种有效的电力系统控制方 的时域仿真结果表明，励磁控制器输入信号的时延 法，它按照一定的协调控制规律，闭环设定控制区 会导致电力系统的失稳。文献[6]对存在网络时延的 域内各一级电压控制器的整定值，维持预先设定的 等效两机 AGC 系统的稳定性进行了研究，针对调 主导节点的电压水平，从而平衡由负荷或网络变化 速器到智能控制系统的最大稳定时延设计了鲁棒控 [10] 引起的无功波动和电压偏差 。一般二级电压控制 制器。但是该文并没有讨论更大系统的情况。文献