[發明專利]改善水輪發電機組功角振蕩的阻尼注入控制方法

無效

• 申請號: 201010246498.1
• 申請日: 2010-08-06
• 公開（公告）號: CN101915203A
• 公開（公告）日: 2010-12-15
• 發明（設計）人: 曾云;張立翔;姚激;徐天茂;武亮;王文全;閆妍;李澤
• 申請（專利權）人: 昆明理工大學
• 主分類號: F03B15/00
• 分類號: F03B15/00;H02J3/38
• 代理公司: 昆明正原專利代理有限責任公司 53100
• 代理人: 徐玲菊

技術領域

本發明涉及水輪發電機組控制技術領域，具體涉及一種改善水輪發電機組功角振蕩的阻尼注入控制方法。

背景技術

大型水輪發電機組遠距離聯網存在的弱阻尼問題是影響電網穩定的重要因素。盡管PSS和電網側FACTS設備的研究和應用為解決這一問題提供了有效的途徑。但是由于電網側的復雜性，無論在理論分析和實際應用中都存在一些困難。因此，在機組側采取有效措施，以改善弱阻尼電力系統的穩定性，一直是研究的熱點問題。

從機組參數振蕩特征來看，發電機的功角能夠反映其機械和電氣方面的振蕩特性，因此，以功角振蕩特性為代表來研究機組的穩定性是恰當的。

傳統的控制設計方法主要是基于發電機組的微分方程模型，應用各種控制算法改進控制性能。近年來發展起來的廣義哈密頓系統理論，由于提供了系統能量流，以及系統內部參數關聯機制等動力學細節，因而在發電機組及電力系統中獲得了應用。它主要包括兩種應用方式：一是基于機組哈密頓模型，結合其他控制理論改善其控制性能，即利用哈密頓列式的微分方程信息；二是基于能量整形的各種應用，即利用哈密頓模型的能量函數來充分刻畫微分方程系統的特性。然而研究中沒有充分利用哈密頓模型提供的內部參數關聯機制。主要原因是通過控制注入阻尼，改善系統性能的控制設計在理論和方法上都處于起步階段，目前的一些應用僅可處理三階以下的簡單系統。

發明內容

本發明的目的在于提供一種改善水輪發電機組功角振蕩的阻尼注入控制方法，即基于廣義哈密頓理論，采用阻尼注入方法增加功角阻尼，來改善水輪發電機組聯網存在的弱阻尼問題，以提高電力系統的穩定性。

本發明所采用的技術方案是：修改水輪發電機組哈密頓模型中阻尼矩陣的功角自關聯因子，基于廣義哈密頓理論的阻尼注入思想，提出一種簡化設計方法并用于設計控制律來等效這種結構的修改，依據理論分析獲得了該控制方法的適用條件。其次根據該控制方法的適用條件與傳統PID控制構成變結構控制策略，并對具體實現中存在的不足進行了修正，以改善功角振蕩特性和穩定性，其特征在于包含以下步驟：

步驟一：修改發電機組哈密頓模型阻尼矩陣的功角關聯因子R_δ，設計等效控制律β₁(x)和β₂(x)，具體按下式計算：

β1(x)=-TyC1As1r*Cy∂H∂x3(x*)-RδΔx3]]>