專(zhuān)利名稱(chēng)：一種抑制多模式低頻振蕩的pss參數(shù)優(yōu)化方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及PSS的參數(shù)優(yōu)化方法，用以提高電力系統(tǒng)的小干擾穩(wěn)定性。屬于電力系統(tǒng)運(yùn)行與控制領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著電網(wǎng)的日益擴(kuò)大，大容量機(jī)組在電網(wǎng)中的不斷投運(yùn)，快速勵(lì)磁的普遍使用，低頻振蕩現(xiàn)象在大型互聯(lián)電網(wǎng)中時(shí)有發(fā)生。電力系統(tǒng)中發(fā)電機(jī)經(jīng)輸電線并列運(yùn)行時(shí)，在擾動(dòng)下會(huì)發(fā)生發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子間相對(duì)搖擺，并在缺乏阻尼時(shí)引起持續(xù)振蕩。此時(shí)，輸電線上功率也會(huì)發(fā)生相應(yīng)振蕩。由于其振蕩頻率很低，一般為0. 2 2. 5Hz，故稱(chēng)為低頻振蕩(又稱(chēng)為功率振蕩，機(jī)電振蕩)。電力系統(tǒng)低頻振蕩在國(guó)內(nèi)外均有發(fā)生，這種低頻振蕩或功率振蕩經(jīng)常出現(xiàn)在長(zhǎng)距離、重負(fù)荷輸電線上，在采用現(xiàn)代快速、高頂值倍數(shù)勵(lì)磁系統(tǒng)的條件下低頻振蕩現(xiàn)象更為嚴(yán)重。電力系統(tǒng)穩(wěn)定器(PSQ是為了抑制低頻振蕩而最早發(fā)展起來(lái)的一種附加勵(lì)磁控制器。隨著非線性理論及智能控制理論的發(fā)展，勵(lì)磁系統(tǒng)附加穩(wěn)定控制的方法也得到了很大的發(fā)展，但是應(yīng)用最普遍、最成功的仍是PSS，對(duì)現(xiàn)有的PSS裝置設(shè)定合理的參數(shù)，是使其充分發(fā)揮阻尼控制作用的關(guān)鍵。由于實(shí)際電網(wǎng)中，一臺(tái)發(fā)電機(jī)可能同時(shí)參與多個(gè)振蕩模式，在這樣的發(fā)電機(jī)上安裝PSS抑制的可能是多種振蕩模式。因此，PSS參數(shù)的優(yōu)化不能只考慮一種振蕩模式，這樣有可能出現(xiàn)對(duì)某個(gè)振蕩模式抑制的很好，卻惡化其他振蕩模式的情況。鑒于傳統(tǒng)PSS參數(shù)設(shè)計(jì)方法只針對(duì)單個(gè)振蕩模式進(jìn)行補(bǔ)償?shù)木窒扌裕瑢?duì)于單個(gè)發(fā)電機(jī)組與多個(gè)低頻振蕩模式強(qiáng)相關(guān)的情況，研究一種盡可能使PSS對(duì)多個(gè)振蕩模式都滿足補(bǔ)償要求的參數(shù)優(yōu)化方法具有很大的工程意義和實(shí)用價(jià)值。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)傳統(tǒng)參數(shù)設(shè)計(jì)方法只針對(duì)單個(gè)振蕩模式進(jìn)行補(bǔ)償?shù)那闆r，提出一種抑制多模式低頻振蕩的PSS參數(shù)優(yōu)化方法，由于粒子群算法具有收斂速度快、收斂點(diǎn)相對(duì)穩(wěn)定等優(yōu)良特性，本發(fā)明采用粒子群算法進(jìn)行參數(shù)優(yōu)化。通過(guò)在實(shí)例中的應(yīng)用，所得方案滿足設(shè)計(jì)的要求。與目前已經(jīng)提出的方法相比，該方法以多振蕩模式相位綜合補(bǔ)償為優(yōu)化目標(biāo)，盡可能使得PSS在多個(gè)頻率點(diǎn)滿足補(bǔ)償要求，整體上取得滿意的補(bǔ)償效果，克服了傳統(tǒng)參數(shù)設(shè)計(jì)方法對(duì)單個(gè)振蕩模式抑制得很好卻惡化其他振蕩模式的缺陷。本發(fā)明提出的抑制多模式低頻振蕩的PSS參數(shù)優(yōu)化方法，該方法以PSS對(duì)多個(gè)振蕩模式的補(bǔ)償效果整體最佳為優(yōu)化目標(biāo)，進(jìn)行單機(jī)多振蕩模式的PSS參數(shù)優(yōu)化。PSS參數(shù)不再是針對(duì)某一低頻振蕩模式，而是綜合考慮多個(gè)低頻振蕩模式進(jìn)行阻尼設(shè)計(jì)。傳統(tǒng)的PSS參數(shù)設(shè)計(jì)只考慮單一的振蕩頻率，本方法設(shè)計(jì)得到的阻尼控制器沒(méi)有考慮對(duì)其它振蕩模式的阻尼效果。本技術(shù)方案提出了同一發(fā)電機(jī)組參與多個(gè)弱阻尼低頻振蕩模式時(shí)的PSS參數(shù)優(yōu)化方案，協(xié)調(diào)PSS對(duì)多個(gè)振蕩模式的綜合抑制效果，同時(shí)具有較高的經(jīng)濟(jì)性和實(shí)用價(jià)值。
本發(fā)明的技術(shù)方案如下一種抑制多模式低頻振蕩的PSS參數(shù)優(yōu)化方法，步驟包括1)對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行小干擾穩(wěn)定計(jì)算，統(tǒng)計(jì)其中的弱阻尼低頻振蕩模式并進(jìn)行模態(tài)分析，根據(jù)模態(tài)分析結(jié)果，挑選出同時(shí)與多個(gè)弱阻尼模式強(qiáng)相關(guān)(參與因子大于0. 1)的發(fā)電機(jī)組，該發(fā)電機(jī)組的PSS參數(shù)需要多振蕩模式相位補(bǔ)償綜合優(yōu)化；2)獲取相關(guān)發(fā)電機(jī)組在振蕩頻率&處勵(lì)磁系統(tǒng)的相位滯后角eEX(fi)，輸入目標(biāo)函數(shù)中，采用粒子群算法對(duì)PSS參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化；3) PSS參數(shù)優(yōu)化后進(jìn)行小干擾穩(wěn)定計(jì)算，驗(yàn)證PSS參數(shù)后系統(tǒng)是否滿足提升相關(guān)振蕩模式阻尼的要求。步驟幻中具有優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)J的優(yōu)化模型具有如下形式
權(quán)利要求
1. 一種抑制多模式低頻振蕩的PSS參數(shù)優(yōu)化方法，其特征在于綜合考慮多個(gè)低頻振蕩模式對(duì)電力系統(tǒng)穩(wěn)定器PSS進(jìn)行阻尼設(shè)計(jì)，具體步驟包括1)進(jìn)行小干擾穩(wěn)定計(jì)算，統(tǒng)計(jì)電網(wǎng)的弱阻尼低頻振蕩模式并進(jìn)行模態(tài)分析，根據(jù)模態(tài)分析結(jié)果，確定與多個(gè)低頻振蕩模式強(qiáng)相關(guān)的發(fā)電機(jī)組，該發(fā)電機(jī)組的PSS參數(shù)需要進(jìn)行優(yōu)化；所述強(qiáng)相關(guān)是指參與因子大于0.1 ；2)對(duì)于該發(fā)電機(jī)組同時(shí)參與的多個(gè)低頻振蕩模式，獲取各個(gè)振蕩模式下，相應(yīng)振蕩頻率4處發(fā)電機(jī)組勵(lì)磁系統(tǒng)的滯后相角，然后把滯后相角輸入優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)中，采用粒子群算法，求得滿足目標(biāo)函數(shù)的最佳參數(shù)；3)根據(jù)步驟幻的最佳參數(shù)配置該發(fā)電機(jī)組的PSS的參數(shù)，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行小干擾穩(wěn)定計(jì)算，確定參數(shù)優(yōu)化后的電力系統(tǒng)是否滿足提升低頻振蕩模式阻尼的要求如果不滿足，則返回步驟幻，重新采用粒子群算法，確定滿足目標(biāo)函數(shù)的最佳參數(shù)；如果滿足，則結(jié)束；所述步驟幻中，優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)J具有如下形式
全文摘要
本發(fā)明提出一種抑制多模式低頻振蕩的PSS參數(shù)優(yōu)化方法，該方法以PSS對(duì)多個(gè)振蕩模式的補(bǔ)償效果整體最佳為優(yōu)化目標(biāo)，進(jìn)行單機(jī)多振蕩模式的PSS參數(shù)優(yōu)化。PSS參數(shù)不再是針對(duì)某一低頻振蕩模式，而是綜合考慮多個(gè)低頻振蕩模式進(jìn)行阻尼設(shè)計(jì)。傳統(tǒng)的PSS參數(shù)設(shè)計(jì)只考慮單一的振蕩頻率，這種方法設(shè)計(jì)得到的阻尼控制器沒(méi)有考慮對(duì)其它振蕩模式的阻尼效果。本技術(shù)方案提出了同一發(fā)電機(jī)組參與多個(gè)弱阻尼低頻振蕩模式時(shí)的PSS參數(shù)優(yōu)化方案，協(xié)調(diào)PSS對(duì)多個(gè)振蕩模式的綜合抑制效果，同時(shí)具有較高的經(jīng)濟(jì)性和實(shí)用價(jià)值。
文檔編號(hào)H02J3/24GK102570486SQ20121003104
公開(kāi)日2012年7月11日 申請(qǐng)日期2012年2月10日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月10日
發(fā)明者葉慧, 吳熙, 蔣平 申請(qǐng)人:東南大學(xué)