[發明專利]一種電力系統時滯自適應廣域阻尼器

有效

• 申請號: 201711459175.9
• 申請日: 2017-12-28
• 公開（公告）號: CN108011383B
• 公開（公告）日: 2020-05-26
• 發明（設計）人: 戚軍;吳仟;葉焙佳;周丹
• 申請（專利權）人: 浙江工業大學
• 主分類號: H02J3/24
• 分類號: H02J3/24
• 代理公司: 杭州天正專利事務所有限公司 33201
• 代理人: 王兵;黃美娟

1.一種電力系統時滯自適應廣域阻尼器，由廣域阻尼器模塊WAD、控制參數計算模塊CPC、控制參數存儲器模塊CPS和控制參數更新模塊CPU四部分構成，根據廣域測量系統WAMS提供的帶精確時標的廣域反饋信號y(t-τ)輸出合適的阻尼控制信號u(t)；其中，WAD主要由隔直環節(W)、反饋增益環節(K)、相位補償環節P和輸出限幅環節B依次串聯而組成；CPC實時接收CPU發出的是否啟動控制參數重新計算的啟動信號F，并根據控制環路的實時時滯τ、廣域反饋信號y(t-τ)和阻尼控制信號u(t)快速計算WAD模塊的控制參數P，并將計算所得的控制參數P、設計時滯τ_WAD和計算結束時刻t信息送入CPS保存，同時將計算結束時刻t信息送入CPU供其決策使用；CPU記錄WAD當前控制參數對應的設計時滯τ_WAD，根據控制環路的實時時滯τ、WAD當前控制參數的設計時滯τ_WAD和CPC計算結束時刻信息t決定是否需要更新WAD的控制參數P、是否需要啟動CPC重新計算控制參數、以及如何選擇匹配的控制參數P，控制參數更新信息以更新信號S的形式傳遞給CPS，并能用CPS傳遞過來的控制參數P去更新WAD的控制參數，啟動CPC重新計算控制參數的啟動信號F將傳遞給CPC；CPS承擔存儲控制參數P及其對應的設計時滯τ_WAD和CPC模塊計算結束時刻t信息，并響應CPU發出的更新信號S，提供與S對應的控制參數P給CPU；

CPC模塊根據當前系統運行狀態和時滯為WAD模塊在線計算合適的控制參數，其具體運行如下：

T1：實時監測CPU發送過來的是否啟動控制參數重新計算的啟動信號F，若F＝1，則啟動控制參數重新計算，進入T2；否則繼續T1；

T2：根據廣域反饋信號y(t-τ)，確定被控低頻振蕩模式的特征根λ_j＝σ_j+jω_j，其中σ_j和ω_j分別是λ_j的實部和虛部；

T3：根據廣域反饋信號y(t-τ)和阻尼控制信號u(t)，確定與被控低頻振蕩模式所對應的留數R_j，計算系統輸入端至系統輸出端之間的相位偏移θ₁＝∠R_j；

T4：根據控制環路的實時時滯τ，將其作為設計時滯τ_WAD，計算由于τ引起的系統輸出信號的相位滯后θ₂，計算公式如下：

T5：計算相位總偏移θ＝θ₁+θ₂±k×360°，k為整數，通過調整k值使θ處于(-180°，+180°]范圍之內；

T6：確定加入WAD后閉環系統被控低頻振蕩模式的阻尼比期望值ξ，據此計算被控低頻振蕩模式特征根λ_j的期望變化量Δλ_j，計算公式如下：

Δλ_j＝-ξω_j-σ_j

T7：計算WAD需要補償的相位∠A(λ_j)并判斷反饋增益K的正負性：

1)若0°θ≤90°，則：

2)若90°θ≤180°，則：

3)若-180°θ≤-90°，則：

4)若-90°θ≤0°，則：

T8：WAD中的相位補償環節(P)的傳遞函數如下：

式中參數N、T₁和T₂的計算方法如下：

T₁＝αT₂

T9：計算WAD中反饋增益K的幅值|K|，計算方式如下：

式中，A(λ_j)為T8中相位補償環節(P)的傳遞函數A(s)中代入被控低頻振蕩模式的特征根λ_j所得；

T10：根據常規方法選取時滯WAD中隔直環節W和輸出限幅環節B的參數；

T11：記錄CPC模塊計算結束時刻t信息，并將計算所得的WAD模塊的所有控制參數打包為控制參數P；

T12：將控制參數P、設計時滯τ_WAD和計算結束時刻t信息送入CPS模塊保存，同時將計算結束時刻t信息送入CPU模塊供其決策使用；

T13：返回T1；

CPU模塊根據控制環路的實時時滯τ、WAD模塊當前控制參數的設計時滯τ_WAD和CPC模塊計算結束時刻信息t選擇合適的控制參數P去更新WAD模塊的控制參數，具體運行如下：

S1：在線監測控制環路的實時時滯τ和CPC傳遞過來的計算結束時刻t信息，若控制環路的實時時滯τ與當前WAD的設計時滯τ_WAD之差Δτ＝|τ-τ_WAD|大于閾值Τ時，進入S2，若CPC傳遞過來的計算結束時刻t信息發生了變化，則進入S5，否則繼續S1；

S2：向CPC發送重新啟動控制參數計算的啟動信號F，同時向CPS發送調取設計時滯τ_WAD＝τ的更新信號S；

S3：接收從CPS傳送過來的、與更新信號S中設計時滯τ_WAD最接近的歷史時滯τ_h所對應的控制參數P；

S4：用從CPS中接收到的最新控制參數更新WAD的參數，返回S1；

S5：根據CPC傳遞過來的計算結束時刻t信息確定t時刻的實時時滯τ’；

S6：根據計算結束時刻t信息，若此時的實時時滯τ’與步驟2中的設計時滯τ_WAD的差值Δτ’＝|τ’-τ|小于閾值Τ，則向CPS發送調取控制參數計算結束時刻t的前一時刻的更新信號S；

S7：返回S4。