[發(fā)明專利]一種電力系統(tǒng)穩(wěn)定器參數(shù)優(yōu)化方法及系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010985805.1
• 申請日: 2020-09-18
• 公開（公告）號: CN112290534A
• 公開（公告）日: 2021-01-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 宋新甫;朱思宇;張增強(qiáng);張文朝;于國康;楊俊煒;余金;紀(jì)鳳坤;陳偉偉;周專
• 申請（專利權(quán)）人: 國網(wǎng)新疆電力有限公司經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院;北京科東電力控制系統(tǒng)有限責(zé)任公司
• 主分類號: H02J3/00
• 分類號: H02J3/00;H02J3/46
• 代理公司: 南京縱橫知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 32224
• 代理人: 陳珉

本發(fā)明公開了一種電力系統(tǒng)穩(wěn)定器參數(shù)優(yōu)化方法，包括：確定電力系統(tǒng)振蕩運(yùn)行方式，根據(jù)電力系統(tǒng)振蕩的運(yùn)行方式的振蕩頻率確定造成振蕩的電力系統(tǒng)運(yùn)行方式；確定振蕩機(jī)組，在確定造成振蕩的電力系統(tǒng)運(yùn)行方式的基礎(chǔ)上進(jìn)一步確定電力系統(tǒng)中造成振蕩的機(jī)組；對振蕩機(jī)組的勵磁控制進(jìn)行優(yōu)化。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種電力系統(tǒng)穩(wěn)定器參數(shù)優(yōu)化方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

近年來我國經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展迅速，工商業(yè)用電量增大，大型發(fā)電機(jī)組配置增多，而電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化相對滯后，造成部分區(qū)間聯(lián)絡(luò)線距離過長、負(fù)荷過重，存在較為嚴(yán)重的低頻振蕩現(xiàn)象。特別地，機(jī)組快速勵磁系統(tǒng)中響應(yīng)速度的加快，導(dǎo)致了自動電壓調(diào)節(jié)器高放大倍數(shù)的使用，會嚴(yán)重增加機(jī)電振蕩模態(tài)的負(fù)阻尼轉(zhuǎn)矩，產(chǎn)生低頻振蕩，影響系統(tǒng)的動態(tài)穩(wěn)定特性。

針對電力系統(tǒng)低頻振蕩，現(xiàn)今主要的研究熱點(diǎn)為振蕩機(jī)理分析及抑制措施等方面。在機(jī)理分析方面，F(xiàn).P.deMello和C.Concordia以Heffron-Phillips模型為出發(fā)點(diǎn)，運(yùn)用阻尼轉(zhuǎn)矩分析得出：線路距離過長、線路負(fù)荷較重及機(jī)組自動電壓調(diào)節(jié)器(AutomaticVoltage Regulation，AVR)的高放大倍數(shù)引發(fā)的負(fù)阻尼轉(zhuǎn)矩是電網(wǎng)發(fā)生低頻振蕩的重要因素；此外，在AVR增設(shè)控制器來抵消其提供的負(fù)阻尼轉(zhuǎn)矩是一種行之有效的抑制措施。近年來以狀態(tài)矩陣為基礎(chǔ)的模式分析方法在電力仿真中得到了推廣。該方法能夠定量分析機(jī)電振蕩模態(tài)，有利于主導(dǎo)振蕩模式的分析及穩(wěn)定器的設(shè)計。在低頻振蕩抑制措施方面，電力系統(tǒng)穩(wěn)定器(Power system stabilizer，PSS)作為勵磁系統(tǒng)的阻尼優(yōu)化環(huán)節(jié)，在實(shí)際應(yīng)用中得到了廣泛的應(yīng)用。PSS是以機(jī)組中的某些電氣量(如頻率、電功率等)為信號，在AVR增加一個阻尼轉(zhuǎn)矩輸出，以此來提高系統(tǒng)動態(tài)穩(wěn)定性。

對于PSS參數(shù)整定及優(yōu)化，主要分為傳統(tǒng)的現(xiàn)代控制理論(如相位補(bǔ)償法和根軌跡法等)和群智能算法。傳統(tǒng)控制方法在大系統(tǒng)中狀態(tài)方程搭建困難且易局部最優(yōu)，群智能算法以其全局尋優(yōu)能力得到了較好的應(yīng)用。目前應(yīng)用于PSS參數(shù)優(yōu)化的算法主要有粒子群算法，但收斂速度較慢；進(jìn)化策略算法，但求解精度不高；蝙蝠算法但魯棒性較差等，并且算法應(yīng)用環(huán)境多為單機(jī)無窮大系統(tǒng)或簡單和國內(nèi)外節(jié)點(diǎn)較少的典型系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，應(yīng)用于實(shí)際系統(tǒng)的較少。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種電力系統(tǒng)穩(wěn)定器參數(shù)優(yōu)化方法，能夠?qū)?shí)際大電網(wǎng)的產(chǎn)生低頻振蕩問題的相關(guān)機(jī)組的PSS參數(shù)優(yōu)化從而優(yōu)化勵磁。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

第一方面，提供了一種電力系統(tǒng)穩(wěn)定器參數(shù)優(yōu)化方法，包括：

確定電力系統(tǒng)振蕩運(yùn)行方式，根據(jù)電力系統(tǒng)振蕩的運(yùn)行方式的振蕩頻率確定造成振蕩最嚴(yán)重的電力系統(tǒng)運(yùn)行方式；

確定振蕩機(jī)組，在確定造成振蕩的電力系統(tǒng)運(yùn)行方式的基礎(chǔ)上進(jìn)一步確定電力系統(tǒng)中造成振蕩的機(jī)組；

對振蕩機(jī)組的勵磁控制系統(tǒng)中的電力系統(tǒng)穩(wěn)定器的參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化。

結(jié)合第一方面，進(jìn)一步的，確定造成振蕩的電力系統(tǒng)運(yùn)行方式具體為：

根據(jù)公式(1)求得電力系統(tǒng)的阻尼比

其中α_i是第i個振蕩模式的衰減因子，f_i表示第i個振蕩模式的振蕩頻率；

取阻尼比最小的電力系統(tǒng)振蕩運(yùn)行方式為造成振蕩最嚴(yán)重的電力系統(tǒng)運(yùn)行方式。

結(jié)合第一方面，進(jìn)一步的，所述確定電力系統(tǒng)中造成振蕩的機(jī)組具體為：

通過小干擾穩(wěn)定新分析找到與最小阻尼比對應(yīng)的振蕩模式下造成振蕩的一組機(jī)組，然后通過如下特征條件找出最終需要進(jìn)行勵磁優(yōu)化的震蕩機(jī)組：

4)參與因子大于0.1；