[發明專利]改進PSO算法配置新型電力系統穩定器PSS4B的使用方法

在審

• 申請號: 201810306742.5
• 申請日: 2018-04-08
• 公開（公告）號: CN108539759A
• 公開（公告）日: 2018-09-14
• 發明（設計）人: 王德林;孫寧杰;劉英超;朱亞飛;徐慧
• 申請（專利權）人: 西南交通大學
• 主分類號: H02J3/24
• 分類號: H02J3/24
• 代理公司: 四川君士達律師事務所 51216
• 代理人: 芶忠義

本發明提供改進PSO算法配置新型電力系統穩定器PSS4B的使用方法，包括采用隨機權重與雜交操作相結合的方法對基本PSO算法進行改進，再對PSS4B的傳遞函數進行部分簡化，利用改進PSO算法對PSS4B中待優化參數進行尋優，單機無窮大系統與3機9節點系統利用改進PSO算法進行PSS4B的參數優化仿真。本發明克服了在IEEE給定的經典參數下，由于使用三分支的相位補償環節，未能達到最優抑制效果的問題，通過使用改進PSO算法配置新型電力系統穩定器PSS4B可定量分析PSS4B對低頻振蕩抑制的作用。

技術領域

本發明屬于電力系統技術領域，尤其涉及改進PSO算法配置新型電力系統穩定器PSS4B的使用方法。

背景技術

隨著西電東送、南北互聯的實施，我國電網規模逐漸擴大，將形成全國聯網的巨型電力系統。電網互聯雖然可提高發輸電經濟性，但同時也給電網的穩定帶來了問題。在發電機重負荷、遠距離輸電、采用快速勵磁系統勵磁的情況下，可能使得系統的總阻尼變小甚至為負，極易引起低頻振蕩問題。低頻振蕩會影響系統的穩定性，嚴重時可能發生解列，引起大停電事故。因此，低頻振蕩問題給現代電力系統穩定運行帶來極大挑戰。

當弱阻尼甚至負阻尼的系統中存在小擾動或無擾動時，可能引起系統不穩定，進而導致事故擴大化，對系統造成嚴重破壞。電力系統的低頻振蕩現象最早出現在柴油發電機并網時，當時稱之為“晃動”，該問題通過在發電機轉子上安裝阻尼繞組基本得以解決。但是隨著電力系統負荷不斷增加，大區域之間的聯網，電力網絡逐步復雜，使得低頻振蕩現象時有發生，威脅系統的正常運行。

目前，采用較多的PSS為單分支型電力系統穩定器，如PSS1A、PSS2A、PSS2B等。隨著區域電網的大規模互聯，低頻振蕩的振蕩模式增多并且振蕩頻率越來越低，單分支型電力系統穩定為對低頻振蕩的抑制效果欠佳，加拿大魁北克電力局于2000年提出了多頻段電力系統穩定器 PSS4B，而PSS4B將輸入信號分為低、中、高三個頻段，可以分別調節相位、增益等參數，為不同頻段提供合適的補償相角，參數設置具有較高的靈活性。

然而PSS4B結構復雜且參數眾多，其參數整定較為靈活且難度較大。IEEE標準提供的PSS4B 典型參數在0.1-2HZ范圍內提供的相位超前幅度有限，不具有普遍適應性。對于常規自并勵勵磁系統和滯后特性較大的三機勵磁系統，需要整定3個頻段的超前滯后相位補償環節，以提供足夠的相位超前補償。

目前，我國對PSS4B的理論研究與參數整定方法較為欠缺，并且投入實際應用的例子非常少，因此需要對其進行進一步的分析研究。

發明內容

本發明的目的在于解決上述現有技術存在的缺陷，提供改進PSO算法配置新型電力系統穩定器PSS4B的使用方法，能夠克服在IEEE給定的經典參數下，由于未使用三分支的相位補償環節，不能達到最優抑制效果的問題。

本發明采用如下技術方案：

1、改進PSO算法配置新型電力系統穩定器PSS4B的使用方法，包括：

S1.采用隨機權重與雜交操作相結合的方式，對PSO算法進行改進；

S2.簡化PSS4B參數

S3.利用特征值分析法進行非線性仿真和Simulink下仿真，定量分析PSS4B對低頻振蕩抑制的作用。

本發明采用隨機權重與雜交操作相結合的方式，對PSO算法進行改進，在簡化PSS4B模型的基礎上確定需要進行優化的參數為每個分支的帶通濾波器、相位補償與增益環節，并對隨機權重與雜交操作相結合的方法對基本PSO算法進行改進，利用改進PSO算法對PSS4B中待優化參數進行尋優，將參數優化分兩步進行，首先對帶通濾波與增益環節進行優化，其次對各分支的相位補償環節進行優化，利用單機無窮大系統與3機9節點系統改進PSO算法，進行PSS4B參數優化仿真，克服了在IEEE給定的經典參數下，由于未使用三分支的相位補償環節，未能達到最優的抑制效果。