[發(fā)明專(zhuān)利]多運(yùn)行方式電力系統(tǒng)穩(wěn)定器參數(shù)協(xié)調(diào)優(yōu)化方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110778164.7
• 申請(qǐng)日: 2021-07-09
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113452029B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-05-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張程;匡宇;林谷青;邱炳林;劉佳靜
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 福建工程學(xué)院
• 主分類(lèi)號(hào): H02J3/12
• 分類(lèi)號(hào): H02J3/12;H02J3/24;G06N3/00;G06N3/12
• 代理公司: 福州君誠(chéng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 35211
• 代理人: 戴雨君

本發(fā)明公開(kāi)多運(yùn)行方式電力系統(tǒng)穩(wěn)定器參數(shù)協(xié)調(diào)優(yōu)化方法，利用模擬退火算法改進(jìn)QUATRE算法，使它能夠在求解過(guò)程中以一定的概率接受劣質(zhì)解、避免在搜索過(guò)程中陷入局部極小值，在調(diào)整參數(shù)后將其應(yīng)用到多機(jī)電力系統(tǒng)穩(wěn)定器的參數(shù)協(xié)調(diào)設(shè)計(jì)中，將電力系統(tǒng)穩(wěn)定器的參數(shù)協(xié)調(diào)整定問(wèn)題轉(zhuǎn)換為基于系統(tǒng)振蕩模態(tài)特征值以及阻尼系數(shù)的最佳問(wèn)題，獲得電力系統(tǒng)動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性和魯棒性的提高。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電力控制技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及多運(yùn)行方式電力系統(tǒng)穩(wěn)定器參數(shù)協(xié)調(diào)優(yōu)化方法。

背景技術(shù)

電力系統(tǒng)穩(wěn)定器(電力系統(tǒng)穩(wěn)定器)在如今大電網(wǎng)的背景下已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用，其最關(guān)鍵的兩個(gè)問(wèn)題是安裝地點(diǎn)和參數(shù)整定，安裝地點(diǎn)的研究理論已趨于完善，而參數(shù)協(xié)調(diào)部分是各大學(xué)者的探討熱點(diǎn)之一。

電力系統(tǒng)穩(wěn)定器的設(shè)計(jì)可以根據(jù)控制理論中的相位補(bǔ)償法，但對(duì)于系統(tǒng)中的多個(gè)電力系統(tǒng)穩(wěn)定器來(lái)說(shuō)，傳統(tǒng)相位補(bǔ)償法通常是依次進(jìn)行參數(shù)整定，這必然會(huì)引起各個(gè)穩(wěn)定器之間存在交互效應(yīng)；為了克服這種問(wèn)題，有研究指出將電力系統(tǒng)穩(wěn)定器的參數(shù)整定等效為一個(gè)基于機(jī)電模態(tài)特征值的最優(yōu)問(wèn)題，即盡可能地將特征值從復(fù)平面中的左半平面移動(dòng)。利用人工智能算法的全局優(yōu)化能力來(lái)求解該問(wèn)題近來(lái)已為控制器的協(xié)調(diào)設(shè)計(jì)提供了全新的思路并迅速成為研究熱點(diǎn)。利用粒子群優(yōu)化算法優(yōu)化電力系統(tǒng)穩(wěn)定器參數(shù)，雖然優(yōu)化原理簡(jiǎn)單，但其優(yōu)化迭代過(guò)程中尋優(yōu)的粒子容易早熟，并且容易陷入局部最優(yōu)，而大多數(shù)算法的通病也在于此。為此有基于粒子群理論提出了一種改進(jìn)的粒子群優(yōu)化算法，雖然算法的性能得到了一定的提高，但粒子并沒(méi)有完全趨向于全局最佳值，而是趨向于相對(duì)較好的值，因此該優(yōu)化結(jié)果的可靠性還有待進(jìn)一步的提高。

擬仿射變換進(jìn)化(QUasi-Affine TRansfor-mation Evolutionary,QUATRE)是一種新型優(yōu)化算法，其因采用的進(jìn)化公式類(lèi)似于幾何學(xué)中的仿射變換而得名，它不但克服了粒子集群優(yōu)化算法收斂過(guò)慢的缺陷，而且在具有更強(qiáng)的協(xié)作性的同時(shí)降低了時(shí)間復(fù)雜度。但是QUATRE算法同時(shí)也存在往后迭代過(guò)程中種群多樣性的喪失，導(dǎo)致容易誤入局部最優(yōu)的缺點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供多運(yùn)行方式電力系統(tǒng)穩(wěn)定器參數(shù)協(xié)調(diào)優(yōu)化方法。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

多運(yùn)行方式電力系統(tǒng)穩(wěn)定器參數(shù)協(xié)調(diào)優(yōu)化方法，其包括以下步驟：

步驟1，導(dǎo)入網(wǎng)架基本潮流及動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)，根據(jù)待分析的電力系統(tǒng)的機(jī)電振蕩特征配置電力系統(tǒng)穩(wěn)定器個(gè)數(shù)及位置；

步驟2，設(shè)置電力系統(tǒng)穩(wěn)定器各個(gè)參數(shù)和運(yùn)行方式，線性化系統(tǒng)模型并通過(guò)對(duì)系統(tǒng)狀態(tài)方程特征值的計(jì)算得到該方式下的各個(gè)模態(tài)的最初阻尼比；

步驟3，判斷各個(gè)模態(tài)的最初阻尼比是否均大于或等于設(shè)定的最小阻尼比ξ_min；是則，執(zhí)行步驟9；否則，執(zhí)行步驟4；

步驟4，初始化SA-QUATRE算法與模擬退火的參數(shù)，同時(shí)產(chǎn)生一組初始解X＝{X₁,X₂,...,X_D}^T；

步驟5，將每一個(gè)解X_i賦值給對(duì)應(yīng)電力系統(tǒng)穩(wěn)定器待優(yōu)化的變量中，在對(duì)應(yīng)的運(yùn)行狀態(tài)下計(jì)算各機(jī)電振蕩模態(tài)阻尼系數(shù)；

步驟6，計(jì)算對(duì)應(yīng)特征值的目標(biāo)函數(shù)f值；

k為振蕩模式個(gè)數(shù)；ξ_min為事先設(shè)定的最小阻尼系數(shù)；ξ_i,j表示第j種運(yùn)行方式下第i個(gè)機(jī)電振蕩模態(tài)阻尼系數(shù)。

步驟7，判斷是否滿足停止規(guī)則，即達(dá)到最大迭代次數(shù)或已經(jīng)收斂至理論最佳值0；是則，執(zhí)行步驟9；否則，執(zhí)行步驟8；

步驟8，利用改進(jìn)的擬仿射變換進(jìn)化算法不斷更新搜尋并產(chǎn)生子代群體，更新下一代候選解X，然后執(zhí)行步驟5進(jìn)行循環(huán)；