[发明专利]一种基于控制参数滚动优化的小干扰稳定域边界拓展方法

说明书

本发明考虑阻尼控制器参数优化对有功注入空间小干扰稳定域边界的影响，具体涉及一种基于阻尼控制器参数滚动优化的电力系统小干扰稳定域边界拓展方法，该策略基于滚动优化的思路，通过不断在更新的预想边界点处匹配更新的阻尼控制器优化参数来逐步外拓实现小干扰稳定极限边界点的搜索，进一步得到小干扰稳定域极限边界。本发明结合工程实际，可适应于大电网互联背景下考虑阻尼控制器影响的系统安全稳定分析的需要。

技术领域

本发明涉及一种基于控制参数滚动优化的小干扰稳定域边界拓展方法。

背景技术

由于我国跨区互联大电网工程的建设，大系统间弱互联并伴随快速高放大倍数励磁系统的大量投入使用，低频振荡问题已逐渐成为限制电网传输能力的瓶颈。小干扰稳定域表征了参数空间中所有能够保持系统小扰动稳定性的平衡点的集合，对系统的安全稳定分析有重要意义。

近年来，对小干扰稳定域的研究逐步深入。有文献基于分岔理论，以状态矩阵特征根是否穿越虚轴为判断标准，对小干扰稳定域边界组成及结构特点进行了研究探讨，也有文献考虑到电网为保证安全稳定运行应保有一定的阻尼，进行了基于阻尼比的小干扰稳定域研究，通过临界阻尼的设置，提高了小干扰稳定域对于实际电力系统的实用性。但上述研究在发电机有功注入功率空间研究小干扰稳定域时，没有计及阻尼控制器参数变化对该空间的小干扰稳定域的影响。实际上，系统的小干扰稳定性不仅与发电机有功注入功率有关，阻尼控制器参数亦对其有着显著影响。

为综合考虑阻尼控制器参数协调优化对小干扰稳定域边界拓展的影响，本发明基于滚动优化的思路，在逐步更新的边界点上进行新一轮的控制器参数优化，搜索小干扰稳定极限边界点，通过改变发电机出力方向进一步获取全有功注入空间的小干扰稳定域。

发明内容

本发明考虑阻尼控制器参数优化对小干扰稳定域边界点的影响，基于阻尼控制器参数滚动优化思路，通过逐步外拓实现小干扰稳定极限边界点的搜索，进一步得到小干扰稳定域极限边界。

本发明结合工程实际，可适应于大电网互联背景下考虑阻尼控制器影响的系统安全稳定分析的需要。

本发明的技术方案如下：

一种基于阻尼控制器参数滚动优化的电力系统小干扰稳定域边界拓展方法，

首先定义阻尼控制器安装于发电机G2和G3处，并选定发电机G1和G2有功出力为可调变量构成二维空间，每轮外拓所得到的预想边界点为：边界点1，边界点2，···边界点n；具体情况如下：

考虑阻尼控制器传递函数：

其中，下标DC代表阻尼控制器(damping controller)，p为微分算子，K_DC为阻尼控制器放大倍数，T₅为复位环节时间常数，T₁、T₂为相位校正环节时间常数；

建立多阻尼控制器参数协调优化模型，具体地，以阻尼控制器参数为优化变量，以保证机电模式中最小阻尼比最大化为优化目标，考虑阻尼控制器参数物理意义约束；

具体包括：

步骤1，确定系统初始运行情况，由此得到初始运行点；

步骤2，基于初始运行点，根据设置的优化变量初始值(可取约束条件中的上下限中点值)，通过智能优化算法求解所建立的优化模型得到一组最优控制器参数组合P；

步骤3，基于所得最优阻尼控制器参数组合，沿一固定出力方向改变发电机出力，不断计算机电模式阻尼比值至其达到事先设定的阈值(称之为临界阻尼)，记此时的运行点为预想边界点M；

步骤4，在预想边界点M处，基于所建立协调优化模型重新进行阻尼控制器参数寻优，更新最优阻尼控制器参数组合，得到P'；