[发明专利]一种电力系统时滞自适应广域阻尼器

说明书

一种电力系统的时滞自适应广域阻尼器，包括广域阻尼器模块WAD、控制参数计算模块CPC、控制参数存储器模块CPS和控制参数更新模块CPU，可以根据广域测量系统WAMS提供的带精确时标的广域测量信号输出合适的阻尼控制信号；此外，还设计了CPC模块和CPU模块的运行步骤，定义了各模块之间的信息接口。本发明不仅可以解决广域电力系统的区间低频振荡问题以及广域反馈控制信号存在时滞的情形，而且适用于由于信道拥堵而引起广域反馈控制信号时滞变化的情形，所设计的控制器参数计算量小，可以适应较大范围的时滞变化。

技术领域

本发明涉及一种基于经典PSS结构的时滞自适应广域阻尼器，属于电力系统稳定控制技术领域。

背景技术

随着全国电网的互联，尤其是特高压工程的大量建设，区域电网间的振荡问题逐渐增多。为了解决大规模电力系统的稳定性问题，研究低频振荡控制措施具有重要的理论研究意义和工程应用价值。

针对区域间的低频振荡问题，本地阻尼控制的作用效果显然不明显，而广域阻尼控制器则可以取得良好的效果。但广域反馈信号的传输存在时滞，时滞会影响控制器的阻尼效果，甚至会恶化阻尼，因此阻尼控制器必须考虑时滞的影响。然而时滞现象和不确定性普遍存在于实际系统中，使系统的性能达不到期望的水平。当时滞变化较大时，根据固定时滞设计的广域阻尼控制器可能不仅不能抑制系统振荡，甚至可能会使系统振荡发散至不稳定，因此广域阻尼控制器必须对于控制环路中的随机波动时滞具有较强的鲁棒性。当控制环路中的时滞发生较大变化、超过广域阻尼控制器的鲁棒性能时，对控制器参数进行自适应整定可能是解决时滞负面影响的较佳途径。

在众多广域时滞阻尼控制的研究成果中，在线自适应广域阻尼控制结构曾不少出现在试图解决时滞突变时的电力系统稳定问题的研究中。针对这些研究成果而言，当WAMS网络发生信号拥堵、信道故障导致时滞大幅度突变时，能否快速更新控制器参数对于确保系统稳定可靠运行是至关重要的。

发明内容

本发明要克服现有技术的上述缺点，提供一种电力系统时滞自适应广域阻尼器。

本发明的一种电力系统时滞自适应广域阻尼器(Delay Adaptive Wide AreaDamper，DAWAD)，由广域阻尼器模块(Wide-Area Damper，WAD)、控制参数计算模块(ControlParameters Calculation，CPC)、控制参数存储器模块(Control Parameters Storage，CPS)和控制参数更新模块(Control Parameters Update，CPU)四部分构成，可以根据广域测量系统(Wide Area Measurement System，WAMS)提供的带精确时标的广域反馈信号y(t-τ)输出合适的阻尼控制信号u(t)；其中，WAD主要由隔直环节(W)、反馈增益环节(K)、相位补偿环节(P)和输出限幅环节(B)依次串联而组成；CPC可以实时接收CPU发出的是否启动控制参数重新计算的启动信号F，并能根据控制环路的实时时滞τ、广域反馈信号y(t-τ)和阻尼控制信号u(t)快速计算WAD模块的控制参数P，并将计算所得的控制参数P、设计时滞τ_WAD和计算结束时刻t信息送入CPS保存，同时将计算结束时刻t信息送入CPU供其决策使用；CPU会记录WAD当前控制参数对应的设计时滞τ_WAD，能根据控制环路的实时时滞τ、WAD当前控制参数的设计时滞τ_WAD和CPC计算结束时刻信息t决定是否需要更新WAD的控制参数P、是否需要启动CPC重新计算控制参数、以及如何选择匹配的控制参数P，控制参数更新信息以更新信号S的形式传递给CPS，并能用CPS传递过来的控制参数P去更新WAD的控制参数，启动CPC重新计算控制参数的启动信号F将传递给CPC；CPS主要承担存储控制参数P及其对应的设计时滞τ_WAD和CPC模块计算结束时刻t信息，并可以响应CPU发出的更新信号S，提供与S对应的控制参数P给CPU。

CPC模块根据当前系统运行状态和时滞为WAD在线计算合适的控制参数，其具体运行如下：