[发明专利]改进PSO算法配置新型电力系统稳定器PSS4B的使用方法

说明书

本发明提供改进PSO算法配置新型电力系统稳定器PSS4B的使用方法，包括采用随机权重与杂交操作相结合的方法对基本PSO算法进行改进，再对PSS4B的传递函数进行部分简化，利用改进PSO算法对PSS4B中待优化参数进行寻优，单机无穷大系统与3机9节点系统利用改进PSO算法进行PSS4B的参数优化仿真。本发明克服了在IEEE给定的经典参数下，由于使用三分支的相位补偿环节，未能达到最优抑制效果的问题，通过使用改进PSO算法配置新型电力系统稳定器PSS4B可定量分析PSS4B对低频振荡抑制的作用。

技术领域

本发明属于电力系统技术领域，尤其涉及改进PSO算法配置新型电力系统稳定器PSS4B的使用方法。

背景技术

随着西电东送、南北互联的实施，我国电网规模逐渐扩大，将形成全国联网的巨型电力系统。电网互联虽然可提高发输电经济性，但同时也给电网的稳定带来了问题。在发电机重负荷、远距离输电、采用快速励磁系统励磁的情况下，可能使得系统的总阻尼变小甚至为负，极易引起低频振荡问题。低频振荡会影响系统的稳定性，严重时可能发生解列，引起大停电事故。因此，低频振荡问题给现代电力系统稳定运行带来极大挑战。

当弱阻尼甚至负阻尼的系统中存在小扰动或无扰动时，可能引起系统不稳定，进而导致事故扩大化，对系统造成严重破坏。电力系统的低频振荡现象最早出现在柴油发电机并网时，当时称之为“晃动”，该问题通过在发电机转子上安装阻尼绕组基本得以解决。但是随着电力系统负荷不断增加，大区域之间的联网，电力网络逐步复杂，使得低频振荡现象时有发生，威胁系统的正常运行。

目前，采用较多的PSS为单分支型电力系统稳定器，如PSS1A、PSS2A、PSS2B等。随着区域电网的大规模互联，低频振荡的振荡模式增多并且振荡频率越来越低，单分支型电力系统稳定为对低频振荡的抑制效果欠佳，加拿大魁北克电力局于2000年提出了多频段电力系统稳定器 PSS4B，而PSS4B将输入信号分为低、中、高三个频段，可以分别调节相位、增益等参数，为不同频段提供合适的补偿相角，参数设置具有较高的灵活性。

然而PSS4B结构复杂且参数众多，其参数整定较为灵活且难度较大。IEEE标准提供的PSS4B 典型参数在0.1-2HZ范围内提供的相位超前幅度有限，不具有普遍适应性。对于常规自并励励磁系统和滞后特性较大的三机励磁系统，需要整定3个频段的超前滞后相位补偿环节，以提供足够的相位超前补偿。

目前，我国对PSS4B的理论研究与参数整定方法较为欠缺，并且投入实际应用的例子非常少，因此需要对其进行进一步的分析研究。

发明内容

本发明的目的在于解决上述现有技术存在的缺陷，提供改进PSO算法配置新型电力系统稳定器PSS4B的使用方法，能够克服在IEEE给定的经典参数下，由于未使用三分支的相位补偿环节，不能达到最优抑制效果的问题。

本发明采用如下技术方案：

1、改进PSO算法配置新型电力系统稳定器PSS4B的使用方法，包括：

S1.采用随机权重与杂交操作相结合的方式，对PSO算法进行改进；

S2.简化PSS4B参数

S3.利用特征值分析法进行非线性仿真和Simulink下仿真，定量分析PSS4B对低频振荡抑制的作用。

本发明采用随机权重与杂交操作相结合的方式，对PSO算法进行改进，在简化PSS4B模型的基础上确定需要进行优化的参数为每个分支的带通滤波器、相位补偿与增益环节，并对随机权重与杂交操作相结合的方法对基本PSO算法进行改进，利用改进PSO算法对PSS4B中待优化参数进行寻优，将参数优化分两步进行，首先对带通滤波与增益环节进行优化，其次对各分支的相位补偿环节进行优化，利用单机无穷大系统与3机9节点系统改进PSO算法，进行PSS4B参数优化仿真，克服了在IEEE给定的经典参数下，由于未使用三分支的相位补偿环节，未能达到最优的抑制效果。