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电网微分代数方程模型的观测器:联合估计动态与代数状态

系统与控制 2023-01-02 v2 系统与控制

摘要

相量测量单元(PMUs)在现代电力系统中已成为实现实时广域监测与控制的关键。相应地,许多研究探讨了高效且鲁棒的动态状态估计(DSE)方法,以准确计算发电单元的动态状态。然而,它们大多忽略了电网的动代数本质,仅考虑其非线性动态表示。受缺乏基于电网微分代数方程(DAEs)的 DSE 方法所驱动,本文开发了一种新颖的基于观测器的 DSE 框架,以对多机电网的动态与代数状态进行同时估计。具体而言,我们利用电网在运行点附近的 DAE 动态,并将其与能够捕获母线电压与线路电流的基于 PMU 的测量模型相结合。所提出的 H\mathcal{H}_{\infty} 观测器仅需可检测性与脉冲可观测性条件(这些条件对各类电网均满足),旨在处理各类噪声、未知输入与输入传感器故障。在 IEEE 99 母线与 3939 母线系统上进行大量数值仿真所得结果展示了所提方法用于 DSE 的有效性。

关键词

引用

@article{arxiv.2202.13254,
  title  = {Observers for Differential Algebraic Equation Models of Power Networks: Jointly Estimating Dynamic and Algebraic States},
  author = {Sebastian Nugroho and Ahmad Taha and Nikolaos Gatsis and Junbo Zhao},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2202.13254},
  year   = {2023}
}