[发明专利]一种基于广域测量的PSS4B参数调节适应方法

说明书

技术领域

本发明属于电力系统领域，特别涉及一种基于广域测量的PSS4B参数调节适应方法。

背景技术

美国在60年代因联络线低频振荡引起的线路跳闸而造成了系统故障，于1969年开在励磁系统中增加功率的负反馈以提高电力系统阻尼，称为电力系统稳定器(PSS),这标志着PSS的正式提出并由此得到了大力的推广使用，这是迄今为止最早明确提出了PSS的国家。2000年,为了解决超低频振荡的问题，一个新PSS模型的概念在加拿大提了出来，后来被电气和电子工程师协会励磁小组分委员会修订的IEEE 421.5版标准收录，并命名为PSS4B。PSS4B的优点比较明显，由于有三个分支，可以分别在三个感兴趣的频段进行增益的调整，并且互相影响较小，同时通过在各频段设置超前滞后的补偿环节，对角度进行相应调整，以满足各种不同振荡阻尼的模式下的要求。但是由于高频段的增益较高，可以通过在高频段设置高频段的陷波器及独立的增益设置，使高频的增益降低，减轻扭振振荡的风险。

文献[袁亚洲等.基于RTDS的多频段电力系统稳定器效果验证[J].电力系统自动化，2013]基于RTDS进行了PSS4B的仿真分析，通过不同的中心频率来整定PSS4B参数，并验证了PSS4B在低、中、高频段对电力系统振荡的抑制效果，但是此方法整定的PSS4B在高频段提供的相位补偿量仍较小；文献[邱磊，王克文，李奎奎，等.多频段PSS结构设计和参数协调[J].电力系统保护与控制，2011]通过多机系统的仿真验证PSS4B应用于多机系统时的效果，但其仍是将PSS4B应用于滞后特性较小的励磁系统中来仿真得到的；文献[吴剑超.抑制超低频振荡的电力系统稳定器的分析与研究[D].北京：中国电力科学研究院，2014.]分析PSS4B的频率特性后指出典型参数下的PSS4B在高频段提供的相位超前较小，对滞后特性较大的系统无法提供很好的补偿，但是并没有提出解决方法。目前对PSS4B参数整定方法还不能达到各频段补偿效果均较好的使用方法，并且参数整定依据的是单机模型，对运行规模变化的系统来说，并不一定能够有较好的相位补偿效果。

发明内容

为解决PSS4B参数整定难度大，对电网运行规模适应性不强的问题，本发明提出了一种基于广域测量的PSS4B参数调节适应方法。

本发明具体采用以下技术方案：

一种基于广域测量的PSS4B参数调节适应方法，其特征在于：

第一，基于广域测量技术获得电网实时运行参数，分析电网测量励磁系统在线无补偿频率响应特性，比较判断PSS4B需要补偿相位差异。第二，针对励磁系统无补偿频率响应特性差异较大的系统，由当前系统数据，采用SCE-UA算法整定重要发电机组的PSS4B部分参数，实现对系统的相位补偿。

针对复杂拓扑的风电场等值建模方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

(1)广域相测量环节获取电网实时运行数据；

(2)基于实时相位数据，分析电网测量励磁系统在线无补偿频率响应特性，比较判断PSS4B需要补偿相位差异，判断电网规模是否有较大改变；

(3)若电网规模在未来没有较大变化，保持当前的PSS4B参数运行，反之，则采用SCE-UA算法对重要机组的PSS4B参数进行整定。

(4)校验PSS4B的相位补偿效果。

在步骤(2)中，分析实时广域测量数据判断电网规模变化，具体包括以下内容：

由广域测量技术获取发电机电磁转矩相角，分析综合补偿的频率响应特性曲线g(f)＝φ，其中f为系统频率，φ为电磁转矩增量与发电机频率差Δω之间的夹角，并计算中心频率临界范围f_L±0.05Hz、f_M±0.05Hz、f_H±0.05Hz的综合相角和其中，f_L、f_M、f_H为PSS4B相位补偿设置的低、中、高频的中心频率。

实时计算phase值并与当前PSS4B参数整定后综合补偿效果进行对比，若两者差值大于某一限制，即可判定电网规模发生了较大变化，当前PSS4B参数不能满足励磁系统的相位补偿要求，需要进行适时调整，则转至步骤(3)；若差异不大，则继续检测比较。

本发明中的角度及相角值均采用角度制，表示电磁功率在Δω-Δδ平面上与Δω轴的角度。正值表示超前Δω轴的角度，负值表示滞后Δω轴的角度。

在步骤(3)中，采用SCE-UA算法调整PSS4B参数，具体包括以下内容：