[發明專利]基于部分左特征結構配置的電力系統優化阻尼控制方法

有效

• 申請號: 201710603372.7
• 申請日: 2017-07-22
• 公開（公告）號: CN107394799B
• 公開（公告）日: 2019-10-15
• 發明（設計）人: 金濤;沈學宇;仲啟樹;蘇文聰
• 申請（專利權）人: 福州大學
• 主分類號: H02J3/24
• 分類號: H02J3/24
• 代理公司: 福州元創專利商標代理有限公司 35100
• 代理人: 蔡學俊

1.一種基于部分左特征結構配置的電力系統優化阻尼控制方法，其特征在于，

步驟S1：給定主導機電振蕩模式；

步驟S2：采用參與因子法和留數法選擇控制器安裝位置和廣域反饋信號；

步驟S3：引入動態補償型PSS；

步驟S4：建立最小化系統輸出振蕩幅度的子目標函數f₁(φ)；

步驟S5：將主導特征值移動到正確位置，并建立子目標函數f₂(φ)；

步驟S6：通過限制閉環系統未配置特征分布，建立子目標函數f₃(φ)和f₄(φ)；

步驟S7：限制閉環系統控制能量，建立最小化控制代價的子目標函數f₅(φ)；

步驟S8：通過合并，獲取單目標函數F(φ)；引入權值系數β_i，將所述步驟S4、步驟S5、步驟S6和步驟S7的控制器優化多個子目標函數合并為單目標函數，也即為群搜索優化算法中的適應度函數，：

步驟S9：隨機初始種群并根據F(φ)計算適應度函數；

步驟S10：采用群搜索優化算法求解控制器狀態空間參數；

步驟S11：判斷是否滿足終止條件，若滿足則輸出阻尼控制器狀態空間參數，否則轉到所述步驟S9繼續進行參數計算。

2.根據權利要求1所述的基于部分左特征結構配置的電力系統優化阻尼控制方法，其特征在于，在所述步驟S2中，還包括如下步驟：

步驟S21：分別以機組功角δ和轉子角頻率ω作為狀態變量，計算各機組對所述主導機電振蕩模式的參與因子，綜合考慮，篩選出在所述主導機電振蕩模式下，有最大參與因子的發電機組作為阻尼控制器的最佳安裝位置；

步驟S22：引入機組轉子角頻率ω作為反饋信號構成廣域控制回路，計算主導振蕩模式中ω對勵磁參考電壓的留數矩陣Rⁱ＝CΦ_iΨ_i^TB；其中，Ψ和Φ分別為電力系統全狀態空間模型特征矩陣的左右特征向量；所述留數矩陣中各機組ω_gi對應所述步驟S21最佳安裝位置的最大元素，即為各機組轉子角頻率ω_gi對主導振蕩模式的留數；

步驟S23：在步驟S22計算的主導振蕩模式留數中，篩選出對應于所給振蕩模式留數最大的機組作為本地信號和優選的廣域反饋信號；

步驟S24：將電力系統模型在工作點附近通過線性時不變狀態方程來描述：

其中，x(t)∈R^n×1、y(t)∈R^r×1、u(t)∈R^m×1分別為系統狀態向量、輸出向量和控制向量，A∈R^n×n、B∈R^n×m、C∈R^r×n分別為狀態矩陣、控制矩陣和輸出矩陣，n、r、m為對應矩陣的維度。

3.根據權利要求2所述的基于部分左特征結構配置的電力系統優化阻尼控制方法，其特征在于，在所述步驟S3中，還包括如下步驟：

步驟S31：引入動態補償器型PSS：其中，z(t)∈R^a為控制狀態向量，且該動態補償器型PSS以所述步驟S23中本地反饋信號和優選的廣域量測信號作為輸入，所述參數矩陣D、E、F和G通過所述步驟S10中狀態空間參數獲取；

步驟S32：引入動態補償器后，將閉環電力系統表示成等值增廣系統：其中，所述等值增廣系統的輸出與多變量輸入呈線性比例關系；所述等值增廣系統為一個比例輸出反饋控制系統，其狀態變量輸入和輸出變量數分別為：其中，a為動態補償器的狀態向量維度；

4.根據權利要求1所述的基于部分左特征結構配置的電力系統優化阻尼控制方法，其特征在于，在所述步驟S4中，通過開環振蕩模態參與因子p近似系統初始狀態，建立所述最小化系統輸出振蕩幅度的子目標函數：其中，ω為系統左特征向量，m為左特征向量個數。