基于能量分析的(网络化)同步机降阶模型
系统与控制
2018-09-14 v1
摘要
由于可再生分布式发电单元的高渗透率,电力网络的稳定性是一个日益重要的课题。这需要发展先进的(通常基于模型的)技术用于电力网络的分析与控制器设计。尽管已有广泛接受的降阶模型来描述电力网络的动态行为,但它们通常未给出化简过程的细节,阻碍了对背后物理现象的理解。本文旨在提供多机电力网络的模块化模型推导。从第一性原理基础物理出发,我们给出同步机的详细动力学模型,并明确说明导出若干标准降阶多机模型(包括经典二阶摇摆方程)的底层假设。此外,推导了降阶多机模型的能量函数,从而可将多机系统表示为端口哈密顿(port-Hamiltonian)系统。进而,证明系统相对于其稳态是无源的,这允许与其他无源部件(包括无源控制器)进行保功率互联。因此,相应的能量函数或哈密顿量可用于对电力网络先进模型提供严格的稳定性分析,而无需对系统线性化。
引用
@article{arxiv.1809.05019,
title = {An energy-based analysis of reduced-order models of (networked) synchronous machines},
author = {T. W. Stegink and C. De Persis and A. J. van der Schaft},
journal= {arXiv preprint arXiv:1809.05019},
year = {2018}
}
备注
34 pages. Submitted to Mathematical and Computer Modeling of Dynamical Systems