[發明專利]一種電力系統時滯廣域阻尼器的設計方法

有效

• 申請號: 201711461577.2
• 申請日: 2017-12-28
• 公開（公告）號: CN107947203B
• 公開（公告）日: 2020-05-26
• 發明（設計）人: 戚軍;吳仟;李袁超
• 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廣域阻尼器的設計方法，電力系統時滯廣域阻尼器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，且無論時滯多大，WAD中的相位補償環節P最多包含2個一階補償模塊，WAD的參數可根據被控低頻振蕩模式特征根λ_j對應的留數R_j和控制環路的聚合總時滯τ來設計，具體設計步驟如下：

步驟1：確定被控低頻振蕩模式特征根λ_j＝σ_j+jω_j，其中σ_j和ω_j分別是λ_j的實部和虛部；

步驟2：選擇適合被控低頻振蕩模式的控制環路；

步驟3：確定與被控低頻振蕩模式對應的留數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；

步驟4：確定控制環路的聚合總時滯τ，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：

步驟5：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；

步驟6：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

步驟7：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：

步驟8：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

步驟9：計算WAD中反饋增益K的幅值|K|，計算方式如下：

式中，A(λ_j)為步驟8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特征根λ_j所得；

步驟10：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。

2.如權利要求1所述的電力系統時滯廣域阻尼器的設計方法，其特征在于：步驟2所述的選擇適合被控低頻振蕩模式的控制環路，具體步驟如下：

步驟2.1：確定系統主導振蕩模式特征根λ_k，數量記為m，k＝1,2,…,m；

步驟2.2：確定所有可能的系統輸入和系統輸出，構建所有控制環路的傳遞函數；

步驟2.3：計算主導振蕩模式對應的留數R_oki，下標o表示對應于第o個系統輸出，下標i表示對應于第i個系統輸入，下標k表示對應于第k個主導振蕩模式；

步驟2.4：計算每條控制環路的相對留數指標值RI_oi，計算公式如下：

式中分母為m個系統主導振蕩模式的留數幅值之和，分子為被控低頻振蕩模式的留數，選取RI_oi指標較大的控制環路集合作為備選；

步驟2.5：計算步驟2.4中備選控制環路集合中所有系統輸出信號對每個振蕩模式的可觀性參數Obs_ok，下標o表示對應于第o個系統輸出，下標k表示對應于第k個主導振蕩模式；

步驟2.6：計算步驟2.4中備選控制環路集合中每條控制環路的模式可觀性指標OI_o，具體公式如下：

式中分母為第o個系統輸出信號對所有n個振蕩模式可觀性參數幅值之和，分子為第o個系統輸出信號對被控低頻振蕩模式的可觀性，選取OI_o指標較大的作為應用WAD的控制環路。