[发明专利]一种电力系统时滞广域阻尼器的设计方法

摘要

一种电力系统时滞广域阻尼器WAD的设计方法，包括确定被控低频振荡模式的特征根；选择适合被控低频振荡模式的控制环路；确定与被控低频振荡模式对应的留数Rj，计算系统输入端至系统输出端之间的相位偏移θ1＝∠Rj；确定控制环路的聚合总时滞τ，计算由于τ引起的系统输出信号的相位滞后θ2；确定加入WAD后闭环系统被控低频振荡模式的阻尼比期望值ξ，据此计算被控低频振荡模式特征根λj的期望变化量Δλj；计算WAD需要补偿的相位∠A(λj)并判断反馈增益K的正负性；WAD中的相位补偿环节传递函数参数的求解；计算WAD中反馈增益K的幅值|K|；根据常规方法选取WAD中隔直环节W和输出限幅环节B的参数。

主权项

一种电力系统时滞广域阻尼器的设计方法，电力系统时滞广域阻尼器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，且无论时滞多大，WAD中的相位补偿环节P最多包含2个一阶补偿模块，WAD的参数可根据被控低频振荡模式特征根λj对应的留数Rj和控制环路的时滞τ来设计，具体设计步骤如下：步骤1：确定被控低频振荡模式的特征根(λj＝σj+jωj)，其中σj和ωj分别是λj的实部和虚部；步骤2：选择适合被控低频振荡模式的控制环路；步骤3：确定与被控低频振荡模式对应的留数Rj，计算系统输入端至系统输出端之间的相位偏移θ1＝∠Rj；步骤4：确定控制环路的聚合总时滞τ，计算由于τ引起的系统输出信号的相位滞后θ2，计算公式如下：步骤5：计算相位总偏移θ＝θ1+θ2±k×360°，k为整数，通过调整k值使θ处于(‑180°，+180°]范围之内；步骤6：确定加入WAD后闭环系统被控低频振荡模式的阻尼比期望值ξ，据此计算被控低频振荡模式特征根λj的期望变化量Δλj，计算公式如下：Δλj＝‑ξωj‑σj步骤7：计算WAD需要补偿的相位∠A(λj)并判断反馈增益K的正负性：1)若0°＜θ≤90°，则：∠A(λj)=-θK<0]]>2)若90°＜θ≤180°，则：3)若‑180°＜θ≤‑90°，则：4)若‑90°＜θ≤0°，则：∠A(λj)=-θK<0]]>步骤8：WAD中的相位补偿环节P的传递函数如下：式中参数N、T1和T2的计算方法如下：T1＝αT2步骤9：计算WAD中反馈增益K的幅值|K|，计算方式如下：式中，A(λj)为步骤8中相位补偿环节P的传递函数A(s)中代入被控低频振荡模式的特征根λj所得；步骤10：根据常规方法选取时滞WAD中隔直环节W和输出限幅环节B的参数。