[發(fā)明專利]基于廣域多信號輸入分層控制的PSS設(shè)計方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710273580.5
• 申請日: 2017-04-24
• 公開（公告）號: CN107346892B
• 公開（公告）日: 2021-01-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 胡強;王渝紅;朱靜;陳慶軍;馬雷;孫德利;祁世海;李興源;魏巍;何鵬飛;戴寒光;鄧鴻強;李思思
• 申請（專利權(quán)）人: 國家電網(wǎng)公司;國網(wǎng)遼寧省電力有限公司檢修分公司
• 主分類號: H02J3/24
• 分類號: H02J3/24
• 代理公司: 沈陽智龍專利事務(wù)所(普通合伙) 21115
• 代理人: 周智博;宋鐵軍

基于廣域多信號輸入分層控制的PSS設(shè)計方法，包括：（1）采用高精度辨識算法通過現(xiàn)場測量數(shù)據(jù)或非線性時域仿真直接導出系統(tǒng)精確的低階線性化模型；（2）分別在全系統(tǒng)選擇可觀性及可控性均較強的多個廣域信號作為控制器的反饋輸入；（3）實現(xiàn)分層控制；（4）為各模態(tài)分別設(shè)計不同的固定時滯補償環(huán)節(jié)，以消除廣域信號時滯對于控制效果的影響；（5）將各模態(tài)控制器輸出信號疊加后作為基于廣域多信號輸入分層控制的PSS的最終控制輸出。本發(fā)明具有如下優(yōu)點：（1）能夠以最小的控制代價獲得最優(yōu)的阻尼效果；（2）不僅比傳統(tǒng)控制器具有更好的控制效果與魯棒性而且有利于工程實際。（3）能夠達到更好的控制效果。（4）整體控制效果更好。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種基于廣域多信號輸入分層控制的PSS設(shè)計方法，屬于電力系統(tǒng)穩(wěn)定控制領(lǐng)域。

背景技術(shù)

在全國電網(wǎng)互聯(lián)的大背景下，我國電網(wǎng)規(guī)模不斷擴大，結(jié)構(gòu)日趨復雜，低頻振蕩日益成為嚴重威脅電網(wǎng)動態(tài)安全穩(wěn)定的突出問題。PSS因其結(jié)構(gòu)簡單經(jīng)濟性好且可以從源頭上消除產(chǎn)生負阻尼的根源,目前已經(jīng)成為應(yīng)用最為廣泛的低頻振蕩抑制手段。但是傳統(tǒng)PSS自由度低、魯棒性差，控制效果一般。

許多研究者嘗試將模糊控制、自適應(yīng)控制、變結(jié)構(gòu)控制、粒子群算法等先進的控制理論或優(yōu)化算法應(yīng)用于PSS設(shè)計，這在一定程度上提高了PSS的控制效果。這些設(shè)計方法，在一定程度上均達到了優(yōu)化系統(tǒng)阻尼、抑制低頻振蕩的目的，但是均屬于本地控制策略，且采用單一的輸入信號，所設(shè)計PSS自由度低、區(qū)域協(xié)調(diào)能力差，并不能較好的抑制系統(tǒng)多模態(tài)的低頻振蕩。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明目的：

本發(fā)明涉及一種基于廣域多信號輸入分層控制的PSS設(shè)計方法，其目的是針對已有研究的不足，其針對系統(tǒng)的每一種振蕩模態(tài)，分別采用留數(shù)法在全系統(tǒng)選擇可觀性及可控性均較強的多個廣域信號作為控制器的反饋輸入，并基于射影定理從系統(tǒng)狀態(tài)方程出發(fā)對系統(tǒng)各個模態(tài)分別設(shè)計輸出反饋控制器和時滯補償環(huán)節(jié)，實現(xiàn)各個模態(tài)間的分層控制，將各模態(tài)控制器輸出信號疊加后作為基于廣域多信號輸入分層控制的PSS的最終控制輸出。

技術(shù)方案：

一種基于廣域多信號輸入分層控制的PSS設(shè)計方法，其特征在于：該方法包括以下步驟：

(1)采用高精度辨識算法通過現(xiàn)場測量數(shù)據(jù)或非線性時域仿真直接導出系統(tǒng)精確的低階線性化模型；

(2)采用留數(shù)法針對不同的振蕩模態(tài)，分別在全系統(tǒng)選擇可觀性及可控性均較強的多個廣域信號作為控制器的反饋輸入；

(3)通過帶通濾波器分離系統(tǒng)模態(tài)，并基于射影定理對各個模態(tài)分別設(shè)計輸出反饋控制器，為各個模態(tài)分別提供恰當?shù)淖枘幔瑢崿F(xiàn)分層控制；

(4)為各模態(tài)分別設(shè)計不同的固定時滯補償環(huán)節(jié)，以消除廣域信號時滯對于控制效果的影響；

(5)將各模態(tài)控制器輸出信號疊加后作為基于廣域多信號輸入分層控制的PSS的最終控制輸出。

針對多個振蕩模態(tài)，分別采用多個不同廣域信號輸入，設(shè)計多個模態(tài)控制器，最后將各控制器輸出信號疊加后作為基于廣域多信號輸入分層控制的PSS的最終控制輸出；基于廣域多信號輸入分層控制的PSS相比傳統(tǒng)的單一輸入信號的多模塊級聯(lián)PSS，每個振蕩模態(tài)的輸入信號更優(yōu)，提供的阻尼更恰當，控制器間的交互影響更小，整體控制效果更好。

對于有n臺發(fā)電機組的某系統(tǒng)，首先采用TLS-ESPRIT算法辨識出系統(tǒng)中1號機組的低頻振蕩模態(tài)，篩選出其中的弱阻尼模態(tài)1、模態(tài)2……模態(tài)m；

對于1號機組PSS的待選廣域反饋輸入信號包括系統(tǒng)內(nèi)所有發(fā)電機組的轉(zhuǎn)速差Δω_i(i＝1,2,…,n)；在進行反饋信號選擇時，應(yīng)使反饋信號對于目標模式具有很強的控制能力；應(yīng)盡量選擇對于目標模式留數(shù)較大的反饋信號；

對于被控系統(tǒng)有