[发明专利]一种多台SVC阻尼控制器的设计方法

说明书

技术领域

本发明涉及电力系统领域，具体涉及一种多台SVC阻尼控制器的设计方法。

背景技术

随着电力系统的发展，灵活交流输电技术(FACTS)在电力系统中得到了广泛的应用。静止无功补偿器(SVC)是目前系统广泛应用的FACTS装置之一，在增强系统稳定性方面发挥了重要作用。最近的研究表明，多个SVC控制器间会有交互影响，这些交互会影响SVC装置的作用效果，甚至导致系统失稳。研究多SVC控制器间的交互影响及协调设计方法具有非常重要的理论意义和实用价值。

目前在SVC建模、仿真模拟等方面已有大量报道，已有关于单台SVC高性能阻尼控制器设计方法方面的报道，但关于多台SVC阻尼控制器间协调设计方法研究鲜有报道。

随着电网规模的不断扩大，低频振荡问题已成为电力系统稳定问题的一个重要方面，研究使用多台SVC提升系统阻尼，设计性能良好的SVC阻尼控制器，有效抑制系统低频振荡成为重要的研究课题。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种多台SVC阻尼控制器的设计方法，该方法解决了多台SVC阻尼控制器同时运行的负交互影响，实现多台SVC阻尼控制器的协调稳定运行，有利于提高电力系统安全稳定和灵活运行。

本发明的目的是采用下述技术方案实现的：

本发明提供一种多台SVC阻尼控制器的设计方法，其改进之处在于，所述方法包括下述步骤：

（1）确定电力系统主导振荡模式信息，并确定N台SVC阻尼控制器作为设计对象；

（2）确定SVC阻尼控制器在多运行方式下的开环传递函数特性集合；

（3）使用平衡相位技术确定多运行方式下的目标相位集；

（4）基于目标相位集依次完成适应多运行方式变化的N台SVC阻尼控制器时间常数设计；

（5）基于遗传算法对N台SVC阻尼控制器增益协调进行设计。

进一步地，所述步骤（1）中，针对实际电网选择典型运行方式集{Case1，…，Case M}，确定电力系统主导振荡模式信息，包括振荡频率和阻尼比，确认与主导振荡模式联系的N台SVC作为设计对象，M为典型运行方式总数。

进一步地，所述步骤（2）中，在N台SVC阻尼控制器开环条件下，利用测试信号法确定运行方式集下的SVC阻尼控制器开环传递函数特性集合；所述SVC阻尼控制器开环传递函数特性集合包括开环传递函数集合和运行方式下的相角集合。

进一步地，利用测试信号法确定多运行方式下的SVC阻尼控制器开环传递函数特性集合包括下述步骤：

a、对应第j个运行方式下，设第i台SVC阻尼控制器的输入量为U，在该SVC开环运行条件下，对其输出量Y施加小扰动信号，并提取公共周期内U和Y的变化量ΔU和ΔY；

b、利用数据拟合辨识出传递函数并辨识出设计SVC阻尼控制器的相位和振荡模式信息；

c、令s=jω,ω=0～4pi，计算开环传递函数G_ij(jω)和相角Φ_ij(jω)；

d、重复步骤a-c，依次确定多个运行方式下的传递函数，并形成多个运行方式下的开环传递函数集合{G_ij(jω)}和相角集合{Φ_ij(jω)}。

需要说明的是与现有技术相比，现有技术是仅针对单个运行方式计算一次系统传递函数特性，而本发明则在现有技术基础上，增加了多个运行方式下的传递函数特性计算，并以此作为控制器参数设计的数据基础，这样做的目的和优点是能够保证频率特性在多方式下的鲁棒性，从而为解决控制器参数的鲁棒性问题奠定基础。

进一步地，所述步骤（3），所述目标相位集由下述表达式表示：