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| 內容簡介： |
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本书针对电力系统低频振荡预警、广域测量系统控制信号的优化选择、电力系统广域时滞补偿以及广域阻尼控制器优化设计等研究热点问题展开深入研究。全书共六章，第一章为绪论，简要分析了电力系统低频振荡预警、广域测量系统控制信号的优化选择、电力系统广域时滞补偿以及广域阻尼控制器优化设计等研究热点问题的国内外研究现状。第二章为电力系统低频振荡预警，针对目前低频振荡预警策略存在数据量小、识别精度低等问题，提出一种基于关键特征广域降维数据 Vinnicombe 距离的电力系统低频振荡幅值预警指标识别方法，并通过系统仿真验证该方法的正确性与有效性。第三章为电力系统广域输入信号的优化选择，针对目前电力系统广域输入信号的种类繁多且许多信号不能有效控制系统运行问题，重点研究相量测量装置输入控制器的微励信号选择优化问题，并通过系统仿真验证优化选择后的信号对低频振荡的抑制作用及隐定性。第四章为考虑广域电力系统输入信号的时滞补偿，在基于电力系统广域信号优化选择后，本章主要研究广域电力系统降低甚至消除通信时滞问题，得到依据概率分布的模型，并通过仿真验证信号通信时滞的补偿效果。第五章为ε权衡“阻尼时滞”控制器参数优化设计，本章基于第四章广域优化信号建立时滞电力系统辨识模型，提出一种基于ε权衡阻尼与时滞因素的算法，借助LMI工具箱来优化阻尼控制器参数，并验证了该方法的有效性。第六章为实验验证，针对实际模型，通过RTDS实验对提出的算法和理论进行检验。
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| 關於作者： |
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于淼，北京建筑大学机电学院机械电子工程系硕士生导师，副教授；海南科技职业大学教授。2020年获北京建筑大学“建大英才”称号，IEEE PES理事，IEEE会员，中国能源学会专家委员会电力专家组委员，科技部专家，中国电力技术市场城市电网专业委员会专家，国家自然科学基金电工学科函审专家，江苏现代低碳技术研究院专家，海峡两岸暨港澳能源青年学者论坛组委会学术委员会副主席，中国人工智能学会会员，中国电力工程学会会员，中国仿真学会会员，中国能源研究会能源大数据专业委员会会员，北美华人电力协会会员，中国国际“互联网 ”大学生创新创业大赛国际项目评委。现主要从事城市电网的分析与控制、辨识与智能控制理论及应用、新能源发电与并网控制等方面的科学研究工作。2010年7月硕博连读毕业于北京理工大学自动化学院，2012年11月从清华大学电机工程与应用电子技术系电气工程博士后流动站出站，2019年3月澳大利亚科廷大学电气与计算科学学院公派访问学者，2020年5月清华大学电力系统机发电设备控制和仿真国家重点实验室高级访问学者。曾作为负责人完成国家自然科学基金等多个项目，担任国内外自动化和电气专业期刊编委，以及国内外自动化和电气期刊及国际会议特约审稿人。近年来以第一作者身份发表SCI、EI、核心期刊科学论文30余篇，国内外学术会议论文10余篇，授权国内外发明专利4项，出版学术专著3部，并参与了日本北海道函馆、澳大利亚珀斯、马来西亚马六甲、意大利罗马、美国波特兰等地的国际学术会议及重要项目的组织工作。
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| 目錄：
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第１章 绪 论
１.１ 研究背景和意义
１.２ 国内外发展状况
１.３ 本章小结
第２章 电力系统低频振荡预警
２.１ 系统模型与基本理论
２.２ 基于关键特征广域降维数据Ｖｉｎｎｉｃｏｍｂｅ距离的低频振荡幅值预警指标算法
２.３ 系统仿真验证
２.４ 本章小结
第３章 电力系统广域输入信号的优化选择
３.１ 系统模型与基本理论
３.２ 基于ＫＰＣＡＫ信号优化选择方法
３.３ 算法收敛性分析
３.４ 系统仿真验证
３.５ 本章小结
第４章 考虑广域电力系统输入信号的时滞补偿
４.１ 基于随机时滞的分布规律
４.２ 基于改进Ｐｒｏｎｙ时滞预测补偿算法
４.３ 收敛性分析
４.４ 系统算例验证
４.５ 本章小结
第５章 ε权衡 “阻尼时滞 ”控制器参数优化设计
５.１ 广域时滞电力系统模型建立
５.２ 广域时滞电力系统模型降
５.３ 基于 ε权衡 “阻尼时滞 ”算法
５.４ 四机两区系统算例验证
５.５ 本章小结
第６章 ＲＴＤＳ实验验证
６.１ ＲＴＤＳ实验
６.２ 基于南方电网等值系统模型的ＲＴＤＳ实验
６.３ 基于权衡算法的广域阻尼控制器参数在线协调优化ＲＴＤＳ实验
６.４ 本章小结
结论与展望
参考文献
附 录
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| 內容試閱：
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随着我国科技的不断发展和进步，对电力系统稳定性的要求也在不断提高。 从电力供应稳定性、能源清洁性、能源传输的广域性以及高压和特高压电网的发展来看，影响电力系统安全稳定运行的主要问题是电力系统阻尼过低引起的低频振荡问题。实现电力系统广域稳定控制的前提是能够提供广域测量系统中的控制信号， 而在广域系统中包含有效信号、 无效信号和噪声信号， 信号数量庞大且种类繁多，并且信号传输在一定程度上存在通信时滞， 若不能及时反映系统状态并作出系统保护措施，会给电力系统广域阻尼控制带来严重的影响和危害。 同时， 由于广域阻尼控制器也会受时滞等因素的影响， 各地的一次设备也需要进行优化。 因此， 本书针对当前的几个研究热点问题进行深入研究，分别为电力系统低频振荡预警、 广域测量系统控制信号的优化选择、电力系统广域时滞补偿以及广域阻尼控制器优化设计问题。
第一， 低频振荡预警已成为电力系统稳定性研究的重要问题。 针对目前低频振荡预警策略存在数据量小、识别精度低等问题， 本书提出一种基于关键特征广域降维数据 Ｖｉｎｎｉｃｏｍｂｅ 距离的电力系统低频振荡幅值预警指标识别方法，该方法首先对相量测量装置采集的原始大数据进行筛选与降维预处理，提取关键特征数据， 生成低频振荡幅值预警指标需要的初始特征量矩阵； 然后通过对电力系统监控终端节点和各节点之间的区域进行编号， 确定区域关联关系与对应的关联值， 生成网络关联多特征向量状态检测矩阵； 再结合Ｖｉｎｎｉｃｏｍｂｅ 距离计算传递函数距离， 判断是否发生低频振荡， 并有效提高低频振荡幅值预警识别精度； 最后通过 １０ 机 ３９ 节点新英格兰系统验证本书提出方法的正确性与有效性。
第二， 本书考虑广域测量系统控制信号在系统控制中的有效性问题， 重点研究相量测量装置输入控制器的激励信号选择优化问题。 首先建立电力系统广域闭环模型， 提出一种基于核矩阵和卡尔曼滤波优化相结合的信号选择方法， 该方法通过核矩阵的方式降维并通过核函数对信号进行选择， 借助卡尔曼滤波器对选择出的有效信号进行优化； 然后主要对电流、 电压及频率三种信号进行优化分析； 最后以四机两区系统模型为例进行算例仿真， 将优化选择后的信号与未经优化的原始信号进行对比， 优化后的信号可以有效地抑制低频振荡， 保证电力系统的稳定。
第三， 在基于电力系统广域信号优化选择后， 考虑电力系统在实际运行中存在的随机通信时滞问题。 针对时滞补偿问题， 首先建立广域系统时滞模型； 然后基于数学模型 ｔ 分布和改进 Ｐｒｏｎｙ 方法， 提出一种基于随机时滞的预测补偿方法， 并给出该方法实现的完整步骤， 该方法把时滞分割与预测补偿问题结合在一起， 经过标准补偿效果评价指标可以得到一段时间内的时滞补偿数据并最终传输至控制器； 最后， 借助传统四机两区模型算例仿真， 与传统 Ｓｍｉｔｈ 补偿方法进行对比， 控制效果提高了 ２０% 左右。
第四，本书基于广域信号的优化选择和时滞补偿， 考虑电力系统稳定器的优化设计问题。 首先建立广域时滞系统模型； 然后提出基于 ε ?权衡 “ 阻尼 时滞” 的方法， 权衡广域阻尼控制器参数可以更加全面地协调阻尼与时滞对控制器的影响； 最后通过四机两区模型进行仿真验证。 仿真结果表明， 基于 ε权衡算法设计的控制器在同等条件下能够提供更高的阻尼比， 从而更好地达到初始阻尼控制器的控制效果， 电力系统稳定运行时间提高了 ３０% 左右。
第五，通过 “ 云南—广州” 电网 ＲＴＤＳ 实验台对本书研究的方法进行验证，发现 ＲＴＤＳ 实验结果与 ＭＡＴＬＡＢ 离线仿真的结果基本一致。 实验结果表明， 本书提出的方法从控制信号方面使电力系统广域阻尼控制得以有效提高， 从电力系统设备方面对电力系统广域稳定控制得到改善。
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