面向 Lur'e 系统的稳定性约束优化框架及其在电网中的应用
最优化与控制
2017-11-23 v2
摘要
对于许多非线性控制系统，所选的平衡点既决定了稳态效率，也决定了动态性能。本文探讨了为 Lur'e 型系统获取一个在某种稳态运行准则下最优的平衡点，且该平衡点还能在动态域中保证足够大的稳定域，使系统能够承受某些给定扰动的问题。为此，我们提出了一组计算上易于处理的代数约束，这些约束能够在优化框架下恰当地表示稳定性证明。现有方法通过离散化微分-代数方程来在优化框架下描述动态性能，这对于像电网这样的大规模 Lur'e 系统而言计算上难以处理。与此不同，所引入的方法首先基于二次 Lyapunov 函数构建稳定域。然后，提出一种新方法将稳定域投影到优化问题的可行域上，从而可以轻松地将稳定性证明纳入优化框架。在电力系统的暂态稳定约束最优潮流 (TSCOPF) 问题中，研究人员寻找一个发电成本最低且能在给定暂态扰动下保持系统稳定性的稳态运行点。所提出的方法被应用于开发一个可扩展的电力系统 TSCOPF 框架。该 TSCOPF 模型在 IEEE 118 节点电力系统上进行了测试。
引用
@article{arxiv.1709.05048,
title = {A Stability-constrained Optimization Framework for Lur'e Systems with Applications in Power Grids},
author = {Qifeng Li and Qiushi Wang and Konstantin Turitsyn},
journal= {arXiv preprint arXiv:1709.05048},
year = {2017}
}
备注
Submitted to IEEE Transactions on Automatic Control