[发明专利]基于粒子群优化算法的电力系统稳定器参数优化整定方法

摘要

本发明公开了一种基于粒子群优化算法的电力系统稳定器参数优化整定方法，通过设定全频段及定频段相位约束条件及优化目标，可以进行常见的PSS2A、PSS2B类型的电力系统稳定器参数优化整定。该方法以实测发电机励磁系统无补偿频率特性及本机振荡点频率所在区间为依据，能对各类型水火电机组，特别是对于灯泡贯流式机组在较宽频率范围及特定频率范围内的振荡起到很好的抑制效果。使用本方法整定的电力系统稳定器参数，能有效发挥电力系统稳定器在提高电网动态稳定性，抑制低频振荡的作用。

主权项

一种基于粒子群优化算法的电力系统稳定器参数优化整定方法，其特征在于，包括以下步骤：1)发电机运行时，当发电机的有功功率占发电机额定有功输出功率的80％以上且无功功率占发动机额定无功功率的0～20％时，利用频谱仪测量发电机励磁系统无补偿频率相位偏移f₀(ω_j^T)与本振点相位偏移f₀(ω_b)；其中，ω_j^T表示对应0.1～2.0Hz或者0.1Hz～3.0Hz的频率序列，根据实际测量得到的本振点所在频率确认ω_b为本振点频率；2)根据本振点所在频率区间确定补偿相位计算范围，若本振点对应的频率在2.0Hz以内，则选取补偿相位计算范围为0.1～2.0Hz，若本振点对应的频率在2.0Hz以上，则选取补偿相位计算范围为0.1～3.0Hz；3)根据电力系统稳定器模型类型确定需要优化的参数及参数个数并设定各参数寻优范围，设定初始寻优参数为为PSS模型参数中需要确定的参数序列；设定种群数Num与最大迭代次数Maxgen；4)在补偿相位计算范围内计算基于的电力系统稳定器频率响应以及本机振荡点的频率响应，分别记为与并将与对应地与实测励磁系统无补偿频率响应相叠加，得到基于补偿相位计算范围内的整体频率响应$f_{{\mathrm{\ω}}_j}\left(X_i^T\right)=f_{{\mathrm{pss\ω}}_j}\left(X_i^T\right)+f_0\left({\mathrm{\ω}}_j\right),$以及基于本振点的整体频率响应$f\left(X_i^T\right)=f_0\left({\mathrm{\ω}}_b\right)+f_{{\mathrm{pss\ω}}_b}\left(X_i^T\right);$5)构建粒子群参数寻优适应度函数$J=\underset{j=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}\mathrm{abs}(f_{{\mathrm{\ω}}_j}\left(X_i^T\right)+90)+\mathrm{Kabs}(f\left(X_i^T\right)+90)+\mathrm{ex},$其中N根据所采用的计算范围取20或30，当本机振荡点频率超过2Hz时取30，否则取20；ex为当前代粒子参数下经PSS补偿后的整体频率特性的惩罚因子，初值为零，计算方法为对当前参数下的是否有超出允许相位范围的频率点，每有一个频率点超出范围，则累加一项惩罚值1000；K为全频段选择因子，取0或100；6)以适应度函数值为最小为目标进行粒子群迭代优化计算，当粒子迭代结果收敛或者达到最大迭代次数时，将适应度最小的粒子参数进行输出，完成了电力系统稳定器的参数优化。