了解变量分类与性质

2023-06-15 历史故事版权反馈

【摘要】：这首先要求我们要了解变量的性质。实际变量按控制理论可分为三类：不可控变量、可控变量和状态变量。它们的变化将引起系统运行状态的变化。

1.变量的分类

前面分析已知，为了使功率方程有解，必须要给定某些变量，而其余变量作为未知量。给定哪些变量才合理呢？这首先要求我们要了解变量的性质。实际变量按控制理论可分为三类：不可控变量、可控变量和状态变量。

（1）不可控变量d。对电力系统来说是指无法由运行方面来控制的变量。这里指负荷消耗的有功PD、无功功率QD。它们取决于用户，对系统来说是随机的，又叫扰动变量。它们的变化将引起系统运行状态的变化。一般可根据运行经验或预测做出估计，作为已知量给定。对n母线系统共有2n个不可控变量，即d＝（PD1、QD1、PD2、QD2、…、PDn、QDn）T。

（2）控制变量u。可由运行人员根据需要来决定或改变的变量，这里指电源发出的有功PG、无功功率QG。对n母线系统共有2n个控制变量，在方程组中一般起自变量的作用，u＝（PG1、QG1、PG2、QG2、…、PGn、QGn）T。

（3）状态变量x。能描述和确定系统运行状态的变量。这里指各母线电压的大小u及相角δ。它们是受系统的控制变量所控制的因变量，其中电压u主要受无功功率QG的控制；相角δ主要受有功功率PG的控制。对n母线系统共有2n个状态变量，x＝（u1、δ1、u2、δ2、…、un、δn）T。

2.功率方程给定变量的调整

对变量作如上分类后，似乎只要已知扰动变量和控制变量，就可以运用功率方程（4-17）求解出状态变量，其实不然。因为在上述功率方程中，母线（节点）电压的相位角以相对值出现，以致使当δ1、δ2发生变化，但（δ1－δ2）不变时，功率的数值不变，从而不能用它们求取绝对相位角δ1、δ2，当然还有其他原因，如功率损耗与相对角的关系等。

为克服以上困难，可对变量的给定稍作调整：

（1）在具有n个节点的系统中，只给定（n－1）对控制变量PGi、QGi，余下一对控制变量PGS、QGS待定，由这一对控制变量维持系统功率平衡。

（2）指定某节点的电压相量为基准相，一般取与PGS、QGS相同的节点，即（US也可按实际需要取1附近的某一值）。