[發(fā)明專利]一種基于電磁轉(zhuǎn)矩分析法的小干擾時滯穩(wěn)定域構(gòu)建方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711262875.9
• 申請日: 2017-12-04
• 公開（公告）號: CN107947167B
• 公開（公告）日: 2020-11-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 林濤;謝昶;盛逸標(biāo);魯廣明;陳汝斯;呂穎;陳寶平;戴紅陽;丁貴立;侯金秀
• 申請（專利權(quán)）人: 中國電力科學(xué)研究院有限公司;武漢大學(xué)
• 主分類號: H02J3/00
• 分類號: H02J3/00;H02J3/24
• 代理公司: 武漢科皓知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 魯力

1.一種基于電磁轉(zhuǎn)矩分析法的小干擾時滯穩(wěn)定域的構(gòu)建方法，其特征在于，計(jì)及由廣域阻尼控制器引入多時滯后對電磁轉(zhuǎn)矩系數(shù)的修正，從而在廣域阻尼控制器參數(shù)恒定的情況下，建立了小干擾時滯穩(wěn)定域；具體包括：

步驟1，考慮廣域阻尼控制器傳遞函數(shù)形式為：

p為微分算子，K_WADC為控制器放大倍數(shù)，T_WADC5為復(fù)位環(huán)節(jié)時間常數(shù)，T_WADC1，T_WADC2為相位補(bǔ)償環(huán)節(jié)時間常數(shù)；阻尼控制器反饋信號為等值雙機(jī)的相對轉(zhuǎn)速差的增量，輸出反饋到不同控制元件；

步驟2，基于等值雙機(jī)系統(tǒng)電磁轉(zhuǎn)矩計(jì)算方法，得到含多時滯的修正狀態(tài)方程：

pΔδ＝Δω (2)

MpΔω≈-ΔP_e＝-(K₁Δδ+K₂ΔE'_q+K₇₁ΔX_WADC,1+…+K_7nΔX_WADC,n) (3)

T_d'₀pΔE'_q＝ΔE_f-(K₄Δδ+K₃ΔE'_q+K₈₁ΔX_WADC,1+…+K_8nΔX_WADC,n) (4)

ΔE_f＝G_E(p)[-(K₅Δδ+K₆ΔE'_q+K₉₁ΔX_WADC,1+…+K_9nΔX_WADC,n)+ΔU_PSS] (5)

ΔU_PSS＝G_PSS(p)Δω₁₂e^-pτ0 (6)

Δδ為發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子搖擺角增量，Δω是發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子角速度增量，M為發(fā)電機(jī)的慣性時間常數(shù)，ΔP_e為發(fā)電機(jī)的電磁功率增量，ΔE'_q為發(fā)電機(jī)的暫態(tài)電勢增量，ΔX_WADC,i為廣域阻尼控制器的輸出阻抗增量，T'_d0為發(fā)電機(jī)勵磁繞組定子開路的時間常數(shù)，ΔE_f是發(fā)電機(jī)勵磁電勢增量，G_E(p)是勵磁系統(tǒng)傳遞函數(shù)，ΔU_PSS為PSS輸出信號，G_PSS(p)是PSS傳遞函數(shù)，G_WADC,i(p)是廣域阻尼控制器傳遞函數(shù)，Δω₁₂為兩發(fā)電機(jī)相對轉(zhuǎn)速差增量，K₁,K₂,K₃,K₄,K₅,K₆為反映網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、元件參數(shù)、運(yùn)行工況和負(fù)荷特征的系數(shù)矩陣，K_7i,K_8i,K_9i是與K₁,K₄,K₅相似的系數(shù)矩陣，與網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、參數(shù)，系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)以及廣域阻尼控制器安裝位置有關(guān)；τ₀,…τ_n為廣域阻尼控制器的不同的時滯；

步驟3，簡化(4)-(6)，得到ΔE'_q可表示為：

步驟4，考慮式(3)(7)(8)，電磁轉(zhuǎn)矩增量可表示為：

ΔT_e≈K_EΔδ (9)

ΔT_e為電磁轉(zhuǎn)矩增量，K_E為包含有廣域阻尼控制器的參數(shù)的影響，以及由其引入的不同的時滯的影響的系數(shù)矩陣；

步驟5，同步轉(zhuǎn)矩系數(shù)K_syn和阻尼轉(zhuǎn)矩系數(shù)K_dam可表示為：

K_syn＝Re(K_E)-Re(p)*Im(K_E)/Im(p) (10)

K_dam＝Im(K_E)*ω₀/Im(p) (11)

其中，Re為取實(shí)部操作，Im為取虛部操作，ω₀為同步轉(zhuǎn)速；

阻尼比dr由同步轉(zhuǎn)矩系數(shù)和阻尼轉(zhuǎn)矩系數(shù)表示為：

其中，K_pssi為PSS增益，T_pssi為PSS超前滯后環(huán)節(jié)時間常數(shù)，K_WADC為廣域阻尼控制器放大倍數(shù)，T_WADC1,i，T_WADC2,i為廣域阻尼控制器相位補(bǔ)償環(huán)節(jié)時間常數(shù)，τ₀,…τ_n為廣域阻尼控制器的不同的時滯，λ為選定模式特征根；

步驟6，根據(jù)步驟1-5建立了阻尼比與電磁轉(zhuǎn)矩系數(shù)之間的數(shù)學(xué)關(guān)系式，阻尼比為阻尼控制器參數(shù)和時滯的函數(shù)，考慮阻尼控制器參數(shù)恒定，則阻尼比為關(guān)于時滯的函數(shù)；為保持系統(tǒng)具有一定阻尼低頻振蕩的能力，阻尼比需要保持一定裕度，則小干擾時滯穩(wěn)定域可建立如下：

dr(τ₀,τ₁…τ_n)＞stability marg in (13)。