[發明專利]一種基于控制參數滾動優化的小干擾穩定域邊界拓展方法

有效

• 申請號: 201810531880.3
• 申請日: 2018-05-29
• 公開（公告）號: CN108667016B
• 公開（公告）日: 2021-08-03
• 發明（設計）人: 林濤;盛逸標;陳汝斯;陳寶平;劉林
• 申請（專利權）人: 武漢大學;國家電網有限公司;國網江蘇省電力有限公司
• 主分類號: H02J3/00
• 分類號: H02J3/00;H02J3/24
• 代理公司: 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 魯力

本發明考慮阻尼控制器參數優化對有功注入空間小干擾穩定域邊界的影響，具體涉及一種基于阻尼控制器參數滾動優化的電力系統小干擾穩定域邊界拓展方法，該策略基于滾動優化的思路，通過不斷在更新的預想邊界點處匹配更新的阻尼控制器優化參數來逐步外拓實現小干擾穩定極限邊界點的搜索，進一步得到小干擾穩定域極限邊界。本發明結合工程實際，可適應于大電網互聯背景下考慮阻尼控制器影響的系統安全穩定分析的需要。

技術領域

本發明涉及一種基于控制參數滾動優化的小干擾穩定域邊界拓展方法。

背景技術

由于我國跨區互聯大電網工程的建設，大系統間弱互聯并伴隨快速高放大倍數勵磁系統的大量投入使用，低頻振蕩問題已逐漸成為限制電網傳輸能力的瓶頸。小干擾穩定域表征了參數空間中所有能夠保持系統小擾動穩定性的平衡點的集合，對系統的安全穩定分析有重要意義。

近年來，對小干擾穩定域的研究逐步深入。有文獻基于分岔理論，以狀態矩陣特征根是否穿越虛軸為判斷標準，對小干擾穩定域邊界組成及結構特點進行了研究探討，也有文獻考慮到電網為保證安全穩定運行應保有一定的阻尼，進行了基于阻尼比的小干擾穩定域研究，通過臨界阻尼的設置，提高了小干擾穩定域對于實際電力系統的實用性。但上述研究在發電機有功注入功率空間研究小干擾穩定域時，沒有計及阻尼控制器參數變化對該空間的小干擾穩定域的影響。實際上，系統的小干擾穩定性不僅與發電機有功注入功率有關，阻尼控制器參數亦對其有著顯著影響。

為綜合考慮阻尼控制器參數協調優化對小干擾穩定域邊界拓展的影響，本發明基于滾動優化的思路，在逐步更新的邊界點上進行新一輪的控制器參數優化，搜索小干擾穩定極限邊界點，通過改變發電機出力方向進一步獲取全有功注入空間的小干擾穩定域。

發明內容

本發明考慮阻尼控制器參數優化對小干擾穩定域邊界點的影響，基于阻尼控制器參數滾動優化思路，通過逐步外拓實現小干擾穩定極限邊界點的搜索，進一步得到小干擾穩定域極限邊界。

本發明結合工程實際，可適應于大電網互聯背景下考慮阻尼控制器影響的系統安全穩定分析的需要。

本發明的技術方案如下：

一種基于阻尼控制器參數滾動優化的電力系統小干擾穩定域邊界拓展方法，

首先定義阻尼控制器安裝于發電機G2和G3處，并選定發電機G1和G2有功出力為可調變量構成二維空間，每輪外拓所得到的預想邊界點為：邊界點1，邊界點2，···邊界點n；具體情況如下：

考慮阻尼控制器傳遞函數：

其中，下標DC代表阻尼控制器(damping controller)，p為微分算子，K_DC為阻尼控制器放大倍數，T₅為復位環節時間常數，T₁、T₂為相位校正環節時間常數；

建立多阻尼控制器參數協調優化模型，具體地，以阻尼控制器參數為優化變量，以保證機電模式中最小阻尼比最大化為優化目標，考慮阻尼控制器參數物理意義約束；

具體包括：

步驟1，確定系統初始運行情況，由此得到初始運行點；

步驟2，基于初始運行點，根據設置的優化變量初始值(可取約束條件中的上下限中點值)，通過智能優化算法求解所建立的優化模型得到一組最優控制器參數組合P；

步驟3，基于所得最優阻尼控制器參數組合，沿一固定出力方向改變發電機出力，不斷計算機電模式阻尼比值至其達到事先設定的閾值(稱之為臨界阻尼)，記此時的運行點為預想邊界點M；

步驟4，在預想邊界點M處，基于所建立協調優化模型重新進行阻尼控制器參數尋優，更新最優阻尼控制器參數組合，得到P'；