[发明专利]基于粒子群优化算法的电力系统稳定器参数优化整定方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于粒子群优化算法的电力系统稳定器参数优化整定方法，属于电网安全稳定控制、提高电力系统动态稳定性、防止电网低频振荡领域。

背景技术

随着电网互联规模的增大，电力系统动态稳定性问题成为制约电网安全稳定运行的首要问题，特别是在我国特高压交流建设初期以及大规模新能源接入电网形势下，保障电网安全稳定运行的压力日趋增大。为有效提高电网的动态稳定性，防止低频振荡，包括增强电网结构、优化电压调节器参数、采用可控串补、采用直流输电方式以及加装电力系统稳定器等多种方式被应用于实际电网中。而其中，电力系统稳定器所表现出来的有效性及经济性最为明显，其作为一种基本而有效地方法，被广泛应用于各类型水、火电机组。为提高电网整体阻尼特性，越来越多的并网机组被要求投入电力系统稳定器(PSS)并进行适当地参数整定。

搜索到的相关文献及专利有：

(1)杨立环，徐峰，胡华荣，王翔，高守义.电力系统稳定器PSS2A现场试验及参数整定.电力系统保护与控制，2010,38(1)：112～114.

(2)李文锋；刘增煌；朱方；何凤军；濮钧；晁晖；赵红光.一种电力系统稳定器参数整定算法.中国发明专利.申请(专利)号：200810112989.公开(公告)号：101447670。

(3)申请公开号为103187732A的发明专利，名称为一种电力系统稳定器参数整定方法；

(4)申请公开号为cn101242103A，名称为电力系统稳定器参数的智能优化方法。

文献1采用人工逐步逼近法，以发电机励磁系统无补偿频率特性(0.1～2.0Hz范围)为基础，对某电厂汽轮发电机电力系统稳定器参数进行了整定，并进行了负载阶跃效果验证。

专利2基于发电机励磁系统实测无补偿频率特性及相位补偿原理，实现了电力系统稳定器在0.1～2.0Hz频率范围内的全频段及特定频段参数优化整定计算。

专利3，将功率分为5个区域进行讨论，并分别进行参数整定，方法较为复杂。未指明各分段区间的PSS参数整定方式。

专利4采用遗传算法对参数进行优化，选择第一象限内的量子位角度作为染色体的参数，该方法极为抽象，主要应用于理论层面，并非从电力系统的简单的频率响应的基本数据入手进行实时，因而实施困难，难以推广应用。

而对于中小型水轮发电机，在进行PSS参数整定过程中发现，灯泡贯流式中小型发电机其本机振荡点频率往往超出了2Hz，现有的参数整定方法未对此进行考虑。另一方面，对于某些本机振荡点滞后相位较大的机组，现有方法未在优化计算时考虑相关的约束条件，此类机组优化所得整体频率相位存在个别点超出允许相位范围的情况，需要人工进行调整，对于全频段的最优补偿特性会造成影响。

因此，有必要设计一种基于粒子群优化算法的电力系统稳定器参数优化整定方法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种基于粒子群优化算法的电力系统稳定器参数优化整定方法，该基于粒子群优化算法的电力系统稳定器参数优化整定方法易于实施，能适应各类型机组在全频段及特定频段整体特性最优的要求。

发明的技术解决方案如下：

一种基于粒子群优化算法的电力系统稳定器参数优化整定方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)发电机运行时，当发电机的有功功率占发电机额定有功输出功率的80％以上且无功功率占发动机额定无功功率的0～20％时，利用频谱仪测量发电机励磁系统无补偿频率相位偏移f₀(ω_j^T)与本振点相位偏移f₀(ω_b)；其中，ω_j^T表示对应0.1～2.0Hz或者0.1Hz～3.0Hz的频率序列，根据实际测量得到的本振点所在频率确认ω_b为本振点频率；

【说明：“这里用w代表对应的频率的角频率，f表示对应角频率的相位偏移量】

2)根据本振点所在频率区间确定补偿相位计算范围，若本振点对应的频率在2.0Hz以内，则选取补偿相位计算范围为0.1～2.0Hz，若本振点对应的频率在2.0Hz以上，则选取补偿相位计算范围为0.1～3.0Hz；

3)根据电力系统稳定器模型类型确定需要优化的参数及参数个数并设定各参数寻优范围，设定初始寻优参数为为PSS模型参数中需要确定的参数序列；设定种群数Num与最大迭代次数Maxgen；