电力系统的平衡无关无源性:经典与双轴同步发电机模型之间的联系
动力系统
2024-01-18 v2 系统与控制
系统与控制
摘要
我们研究由双轴发电机模型构成的非线性电力系统的平衡无关(equilibrium-independent, EI)无源性。我们所关注的模型由称为机械与电磁子系统的线性和非线性子系统的反馈互联构成。通过分析非线性电磁子系统,我们从数学上证明以下三个事实。第一,无损传输网络是电磁子系统EI无源性的必要条件。第二,应变能量函数的凸性刻画了电磁子系统在其上EI无源的最大平衡集。最后,我们证明双轴发电机模型网络的应变能量函数凸当且仅当其磁链动态稳定,且由磁链动态奇异扰动近似导出的经典发电机模型网络的应变能量函数凸。IEEE 9总线电力系统模型的数值仿真展示了各数学结果的实践意义。特别地,我们验证了电磁子系统EI无源的应变能量函数凸域几乎等同于所有稳定平衡的集合。该结果基于我们发现应变能量函数凸性等价于同步转矩系数矩阵半正定性,也被推广到有损电力系统。
引用
@article{arxiv.2304.00987,
title = {Equilibrium-Independent Passivity of Power Systems: A Link Between Classical and Two-Axis Synchronous Generator Models},
author = {Takayuki Ishizaki and Taku Nishino and Aranya Chakrabortty},
journal= {arXiv preprint arXiv:2304.00987},
year = {2024}
}