[发明专利]一种电力系统稳定器参数优化方法及系统

说明书

本发明公开了一种电力系统稳定器参数优化方法，包括：确定电力系统振荡运行方式，根据电力系统振荡的运行方式的振荡频率确定造成振荡的电力系统运行方式；确定振荡机组，在确定造成振荡的电力系统运行方式的基础上进一步确定电力系统中造成振荡的机组；对振荡机组的励磁控制进行优化。

技术领域

本发明属于电力系统技术领域，尤其涉及一种电力系统稳定器参数优化方法及系统。

背景技术

近年来我国经济社会发展迅速，工商业用电量增大，大型发电机组配置增多，而电网结构的优化相对滞后，造成部分区间联络线距离过长、负荷过重，存在较为严重的低频振荡现象。特别地，机组快速励磁系统中响应速度的加快，导致了自动电压调节器高放大倍数的使用，会严重增加机电振荡模态的负阻尼转矩，产生低频振荡，影响系统的动态稳定特性。

针对电力系统低频振荡，现今主要的研究热点为振荡机理分析及抑制措施等方面。在机理分析方面，F.P.deMello和C.Concordia以Heffron-Phillips模型为出发点，运用阻尼转矩分析得出：线路距离过长、线路负荷较重及机组自动电压调节器(AutomaticVoltage Regulation，AVR)的高放大倍数引发的负阻尼转矩是电网发生低频振荡的重要因素；此外，在AVR增设控制器来抵消其提供的负阻尼转矩是一种行之有效的抑制措施。近年来以状态矩阵为基础的模式分析方法在电力仿真中得到了推广。该方法能够定量分析机电振荡模态，有利于主导振荡模式的分析及稳定器的设计。在低频振荡抑制措施方面，电力系统稳定器(Power system stabilizer，PSS)作为励磁系统的阻尼优化环节，在实际应用中得到了广泛的应用。PSS是以机组中的某些电气量(如频率、电功率等)为信号，在AVR增加一个阻尼转矩输出，以此来提高系统动态稳定性。

对于PSS参数整定及优化，主要分为传统的现代控制理论(如相位补偿法和根轨迹法等)和群智能算法。传统控制方法在大系统中状态方程搭建困难且易局部最优，群智能算法以其全局寻优能力得到了较好的应用。目前应用于PSS参数优化的算法主要有粒子群算法，但收敛速度较慢；进化策略算法，但求解精度不高；蝙蝠算法但鲁棒性较差等，并且算法应用环境多为单机无穷大系统或简单和国内外节点较少的典型系统结构，应用于实际系统的较少。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电力系统稳定器参数优化方法，能够对实际大电网的产生低频振荡问题的相关机组的PSS参数优化从而优化励磁。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

第一方面，提供了一种电力系统稳定器参数优化方法，包括：

确定电力系统振荡运行方式，根据电力系统振荡的运行方式的振荡频率确定造成振荡最严重的电力系统运行方式；

确定振荡机组，在确定造成振荡的电力系统运行方式的基础上进一步确定电力系统中造成振荡的机组；

对振荡机组的励磁控制系统中的电力系统稳定器的参数进行优化。

结合第一方面，进一步的，确定造成振荡的电力系统运行方式具体为：

根据公式(1)求得电力系统的阻尼比

其中α_i是第i个振荡模式的衰减因子，f_i表示第i个振荡模式的振荡频率；

取阻尼比最小的电力系统振荡运行方式为造成振荡最严重的电力系统运行方式。

结合第一方面，进一步的，所述确定电力系统中造成振荡的机组具体为：

通过小干扰稳定新分析找到与最小阻尼比对应的振荡模式下造成振荡的一组机组，然后通过如下特征条件找出最终需要进行励磁优化的震荡机组：

4)参与因子大于0.1；