[发明专利]基于相位补偿原理的储能阻尼控制器的设计方法

说明书

技术领域

本发明涉及电力系统稳定控制技术领域，尤其是涉及一种储能装置在电力系统功率振荡抑制中的应用技术。

背景技术

国际大电网会议第38研究委员会曾组织专门工作组(Task Force 38.01.07)对电网低频振荡问题进行研究，其结论指出：为消除振荡的威胁，首先应仔细考虑研究整定系统中主要发电机的电力系统稳定器（PSS）；其次应研究系统中现有高压直流输电（HVDC）、静止无功补偿器（SVC）附加控制器的参数整定，使之提供附加阻尼效果；然后考虑利用TCSC等FACTS装置提供平滑的阻尼控制；最后可考虑在系统中增加完全用于阻尼振荡的新装置。

由于联络线上的功率振荡通常涉及了大量的发电机组，PSS仅以发电机自身的转速偏差                                               、频率偏差和功率偏差中的一种或两种信号实现励磁系统附加控制，不能有效抑制涉及全局的联络线上的功率振荡。安装于联络线的储能装置，可用作一种完全用于阻尼联络线功率振荡的新装置。

储能装置用于联络线功率振荡尚处于初步研究阶段，实际应用中，安装在联络线上的储能装置一般以联络线的有功功率等就地量作为控制输入信号。为使储能有功功率输出规律达到最优的平抑联络线功率振荡的效果，已有文献采用留数法、粒子群算法、模糊算法等整定控制器的移相环节参数。文献“基于超导储能装置的联络线功率控制”（王康，兰洲，甘德强，石立宝，倪以信。电力系统自动化，2008,32(8):pp5-9），以联络线有功功率和无功功率为输入控制信号，利用反步法设计了用超导磁储能装置抑制联络线功率振荡的控制器。文献“Transient Stability Enhancement by Fuzzy Logic-Controlled SMES Considering Coordination With Optimal Reclosing of Circuit Breakers”（Mohd. Hasan Ali，Toshiaki Murata，and Junji Tamura. IEEE Trans. Power System，2008, 23 (2) :631-640），以发电机综合动能偏差量作为输入控制信号，将模糊控制理论应用于超导磁储能装置控制设计中，以提高电力系统暂态稳定性。

上述的研究分别以平抑振荡或提高系统暂态稳定性为目标，主要开展控制器的参数优化工作，在输入信号的优化选择以及控制效率上的研究较少，反而增大了控制器参数整定的复杂性。本发明所提出的储能阻尼控制器的设计方法，以联络线的实时监测信息合成控制器的输入控制信号，基于相位补偿原理简化控制参数整定过程，提高储能装置抑制联络线功率振荡的效率。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种简单有效的、用于抑制互联电力系统联络线功率振荡的储能阻尼控制器的设计方法，以解决互联电力系统重要联络线上的功率振荡问题。

本发明解决其技术问题采用以下的技术方案：

本发明提供的基于相位补偿原理的储能阻尼控制器设计方法，是一种抑制联络线功率振荡的储能阻尼控制器的设计方法，该方法是：利用联络线实时监测信息合成并联型储能装置的控制输入信号，控制储能装置的输出功率以抑制联络线上的功率振荡；所设计的储能阻尼控制器以合成功角差信号作为输入控制信号，合成功角差的合成过程需要对通过联络线联系的两区域电网进行两机系统等值，通过粒子群算法辨识两机等值系统待定参数，由最优待定参数以及现有广域测量系统和能量管理系统所提供的联络线两端节点电流和电压信息计算得到的合成功角差，作为储能阻尼控制器反馈控制的输入信号；经过测量放大环节、隔直环节、移相环节直接形成储能装置的输出功率指令值，所述储能装置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，从而抑制所述储能装置所在联络线上的功率振荡。

本发明提供的上述储能阻尼控制器的设计的方法，具体是采用包括以下步骤的方法：

（1）确定储能装置的安装地点；

两区域电网通过联络线建立电气联系，该联络线的一端节点处安装储能装置，该储能装置由所述储能阻尼控制器控制其输出的有功功率；

（2）将所述两区域电网分别等值成同步发电机，构成一个两机系统即两机等值系统，并明确该两机等值系统的待定参数；

（3）利用所述联络线功率波动信息，采用粒子群算法辨识所述两机等值系统的待定参数；

（4）将所述联络线实时测量数据，合成所述储能装置的储能阻尼控制器的控制输入信号；