[发明专利]采用储能装置抑制互联电力系统联络线功率振荡的方法

权利要求书

1.一种抑制互联电力系统联络线功率振荡的方法，其特征是一种利用并联型储能装置抑制互联电力系统联络线功率振荡的方法，具体是：以与储能装置所在母线相连的联络线功率作为输入信号，通过测量放大环节、隔直环节、移相环节后得到储能等效电导，再用等效电导乘以机端电压的平方得到储能功能指令值，然后储能的变频器通过给定的功率值产生指定的有功功率注入到电网，从而抑制联络线上的功率振荡。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征是采用包括以下步骤的方法：

（1）确定储能装置的安装地点：

把储能装置安装在联络线的一端；

（2）对联络线两端的电网进行等值，构造含两台等值发电机的系统，

1）将联络线两端的电网在各自惯量中心坐标下等值为一台有功功率和无功功率可以在四象限变化的等值发电机，

2）保持联络线的一端电网不变，联络线的另一端电网等值为一台等值发电机，忽略励磁系统及调速器的动态，采用                                               恒定的二阶经典模型，该模型用下式描述：

式中：是等值发电机的转子角度，是角速度变化量，是同步角速度，是等值发电机转动惯量，是输入的机械功率，是电磁功率，是阻尼系数，是暂态电抗，是机端电压相量，是q轴暂态电抗后电势，是机端电流相量，下标xy代表统一的同步坐标系；

3）保持2端电网不变，重复步骤2）对所述联络线的一端电网进行等值；

（3）建立全系统的状态空间模型：

1）建立等值发电机的状态方程：

式中：是联络线两端等值发电机的转子角度，是两台等值发电机角速度差，是同步角速度，是等值发电机转动惯量，是等值发电机输入的机械功率，是等值发电机的电磁功率，是阻尼系数，

2）建立全系统的状态空间模型：

式中：，其中，是等值发电机转子角度偏差量，是等值发电机转速偏差量，是储能装置等效电导偏差量，是Bus3到Bus2的联络线功率的偏差量；A是得到的系统状态矩阵，B是输入矩阵，C是输出矩阵；

（4）用留数法设计控制器参数：

1）求得A的特征根，并找到弱阻尼的机电振荡模式，

2）求取与对应的留数，

其中为对应的右特征向量，为对应的左特征向量的转置，

3）按下式求取控制器参数：

式中：为留数的角度;对向上取整,例如 时,取m=2,为特征值的虚部，为求得的控制器参数；

（5）对控制器参数进行优化：

用第（4）步求得的控制器参数作为初始值，

然后对控制器参数进行优化：设置系统故障和控制目标，用粒子群算法对控制器参数进行优化，最终确定一组最优的控制器参数。

3. 根据权利要求2所述的方法，其特征是步骤（4）所述储能装置所采用的控制器，其结构是包括7个环节，按连接关系依次以第一环节（1）～第七环节（7）指代，第一环节（1）将实测联络线功率与故障前的联络线功率做差，得到功率的振荡分量；第二环节（2）是测量放大环节，用于改变前级输入的大小；第三环节（3）为隔直环节，用于滤除输入信号中的平稳分量；第四环节（4）和第五环节（5）是两个移相环节，用于补偿相位；第五环节（5）的输出为储能装置的等效电导G_s，第六环节（6）将G_s与储能装置端电压的平方相乘得到储能装置的功率，第七环节（7）用于模拟储能装置的变频器。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征是步骤（5）所述对控制器参数进行优化，其方法是： 

（1）设置控制器参数的组数和迭代次数的上限值；典型地，取控制器参数的组数为20，迭代次数上限值为20；

（2）设置控制器参数的变化范围，置参数组号i=1，迭代次数=1，根据经验值取增益K的范围为-2～2，移相环节时间常数T1的范围为0～10，移相环节时间常数T2的范围为0～10；

（3）设置一组初始的控制器参数，该参数由权利要求2所述的方法求得的控制器参数或随机产生；

（4）将第i组参数赋给PSASP算例中储能装置的控制器，PSASP是用于电力系统仿真的商业软件；

（5）调用PSASP的暂态稳定计算模块对安装了储能装置的电力系统进行机电暂态仿真；

（6）仿真计算结束后，读取联络线功率数据文件并计算适应度，此处是联络线功率偏差的绝对值，T是仿真长度；

（7）若i与参数组数目相等，表示当前次迭代完成，转入第（8）步，否则置i=i+1，重新转入第（4）步；

（8）将具有最小适应度的参数作为本次迭代得到的最优控制器参数；

（9）更新其他组控制器参数位置，置i=1，若满足迭代收敛条件，则退出迭代并输出计算的到的最优的控制器参数，或者若迭代次数已达到设定的迭代次数上限也退出迭代并输出计算的到的最优控制器参数，否则转入第（4）步进行新一轮的迭代。