[發明專利]一種抑制多模式低頻振蕩的PSS參數優化方法

無效

• 申請號: 201210031046.0
• 申請日: 2012-02-10
• 公開（公告）號: CN102570486A
• 公開（公告）日: 2012-07-11
• 發明（設計）人: 蔣平;葉慧;吳熙
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: H02J3/24
• 分類號: H02J3/24
• 代理公司: 南京天翼專利代理有限責任公司 32112
• 代理人: 朱戈勝

技術領域

本發明涉及PSS的參數優化方法，用以提高電力系統的小干擾穩定性。屬于電力系統運行與控制領域。

背景技術

隨著電網的日益擴大，大容量機組在電網中的不斷投運，快速勵磁的普遍使用，低頻振蕩現象在大型互聯電網中時有發生。電力系統中發電機經輸電線并列運行時，在擾動下會發生發電機轉子間相對搖擺，并在缺乏阻尼時引起持續振蕩。此時，輸電線上功率也會發生相應振蕩。由于其振蕩頻率很低，一般為0.2～2.5Hz，故稱為低頻振蕩(又稱為功率振蕩，機電振蕩)。電力系統低頻振蕩在國內外均有發生，這種低頻振蕩或功率振蕩經常出現在長距離、重負荷輸電線上，在采用現代快速、高頂值倍數勵磁系統的條件下低頻振蕩現象更為嚴重。

電力系統穩定器(PSS)是為了抑制低頻振蕩而最早發展起來的一種附加勵磁控制器。隨著非線性理論及智能控制理論的發展，勵磁系統附加穩定控制的方法也得到了很大的發展，但是應用最普遍、最成功的仍是PSS，對現有的PSS裝置設定合理的參數，是使其充分發揮阻尼控制作用的關鍵。

由于實際電網中，一臺發電機可能同時參與多個振蕩模式，在這樣的發電機上安裝PSS抑制的可能是多種振蕩模式。因此，PSS參數的優化不能只考慮一種振蕩模式，這樣有可能出現對某個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PSS參數設計方法只針對單個振蕩模式進行補償的局限性，對于單個發電機組與多個低頻振蕩模式強相關的情況，研究一種盡可能使PSS對多個振蕩模式都滿足補償要求的參數優化方法具有很大的工程意義和實用價值。

發明內容

本發明針對傳統參數設計方法只針對單個振蕩模式進行補償的情況，提出一種抑制多模式低頻振蕩的PSS參數優化方法，由于粒子群算法具有收斂速度快、收斂點相對穩定等優良特性，本發明采用粒子群算法進行參數優化。通過在實例中的應用，所得方案滿足設計的要求。與目前已經提出的方法相比，該方法以多振蕩模式相位綜合補償為優化目標，盡可能使得PSS在多個頻率點滿足補償要求，整體上取得滿意的補償效果，克服了傳統參數設計方法對單個振蕩模式抑制得很好卻惡化其他振蕩模式的缺陷。

本發明提出的抑制多模式低頻振蕩的PSS參數優化方法，該方法以PSS對多個振蕩模式的補償效果整體最佳為優化目標，進行單機多振蕩模式的PSS參數優化。PSS參數不再是針對某一低頻振蕩模式，而是綜合考慮多個低頻振蕩模式進行阻尼設計。傳統的PSS參數設計只考慮單一的振蕩頻率，本方法設計得到的阻尼控制器沒有考慮對其它振蕩模式的阻尼效果。本技術方案提出了同一發電機組參與多個弱阻尼低頻振蕩模式時的PSS參數優化方案，協調PSS對多個振蕩模式的綜合抑制效果，同時具有較高的經濟性和實用價值。

本發明的技術方案如下：

一種抑制多模式低頻振蕩的PSS參數優化方法，步驟包括：

1)對電網進行小干擾穩定計算，統計其中的弱阻尼低頻振蕩模式并進行模態分析，根據模態分析結果，挑選出同時與多個弱阻尼模式強相關(參與因子大于0.1)的發電機組，該發電機組的PSS參數需要多振蕩模式相位補償綜合優化；

2)獲取相關發電機組在振蕩頻率f_i處勵磁系統的相位滯后角θ_EX(f_i)，輸入目標函數中，采用粒子群算法對PSS參數進行優化；

3)PSS參數優化后進行小干擾穩定計算，驗證PSS參數后系統是否滿足提升相關振蕩模式阻尼的要求。

步驟2)中具有優化目標函數J的優化模型具有如下形式：