非凸稳定区域广域鲁棒控制：显著提升电力系统的阻尼与抗扰性能

本文主要探讨了基于非凸稳定区域的广域阻尼鲁棒控制策略在电力系统中的应用，特别是在处理区间振荡问题上。区间振荡是一种在互联电力系统中常见的现象，由于系统的复杂性和联系的薄弱性，其频率低、阻尼小且持续时间长，对电力系统的稳定运行构成挑战。传统控制方法如相位补偿、极点配置和灵敏度分析在应对这类问题时往往效果有限。 论文以李雅普诺夫理论为基础，通过Gutman定理对经典稳定区域的概念进行了扩展，定义出了一种新的非凸稳定区域，这种区域能够更有效地引导系统快速进入稳定状态。作者将非线性、非凸的稳定区域通过特征值转移因子转换为线性可求解的形式，使得复杂的控制设计过程变得更为直观和可操作。 考虑到系统和外部扰动的不确定性，论文提出了一种混合H2/H∞多目标鲁棒控制策略，这种策略能够在确保系统性能的同时，对不确定因素具有良好的抗干扰能力。通过重构为一系列线性不等式组，作者得以优化得到一个满足鲁棒性和阻尼性能要求的反馈控制向量。 以4机2区域的电力系统为例，论文通过时域和频域仿真对比实验，展示了基于非凸稳定区域的控制策略相较于传统H2/H∞控制方法在阻尼性能和鲁棒性方面的显著优势。实验结果表明，新策略对于提升电力系统的动态稳定性以及抵御外部干扰具有明显的效果，对于保障电网安全运行具有实际意义。 这篇文章贡献了一个创新的控制理论框架，不仅提升了电力系统在面对区间振荡时的控制效率，还为电力系统的动态稳定性控制提供了新的解决途径。这将有助于提高电力系统的整体性能，降低电网故障的风险，并为电力系统的设计与运行实践提供有价值的参考。