[发明专利]一种基于二端口网络的低频振荡励磁阻尼控制方法

说明书

本发明公开了一种基于二端口网络的低频振荡励磁阻尼控制方法，包括检测发电机的转速，计算出转速偏差Δω并作为励磁阻尼控制器的输入信号、优化励磁阻尼控制器的参数，使Δω经过励磁阻尼控制器自身的传递函数G(s)后，生成励磁电压控制信号u_f并输入发电机，发电机产生附加电磁转矩ΔT_e′并且ΔT_e′和发电机发生低频振荡时所产生的附加电磁转矩ΔT_e形成的总转矩ΔT_eΣ与Δω同相位等四个步骤，其中采用构建二端口等值网络模型的方法优化励磁阻尼控制器的参数。本发明采用励磁控制器作为低频振荡阻尼控制的仪器，无需额外新增专用设备，参数优化结果准确、易于实现，适用于在电力系统中抑制低频振荡。

技术领域

本发明属于电力系统安全保护技术领域,用于抑制低频振荡，具体地说是一种基于二端口网络的低频振荡励磁阻尼控制方法。

背景技术

在电力系统中，由低频振荡所带来的危害非常严重，为了抑制低频振荡，一直以来，人们提出了各种各样的方法。

专利号为201410233221.3的中国发明专利，根据静止无功补偿器的装设电压等级和配置容量对低频振荡的抑制效果，提出了一种抑制小水电引起低频振荡的无功补偿器配置方法。这种方法在实现方式上要求采用专用设备。

专利号为201510492277.5的中国发明专利，针对低频振荡问题，通过建立广域电力系统的传递函数数学模型，采用PID参数优化方法，提出了广域时滞阻尼控制器的参数设计方案。此方案参数设计方法较为复杂。

因此，发明一种不需要专业设备就可以实现并且简单的抑制低频振荡的方法，成为目前亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的，旨在提供一种基于二端口网络的低频振荡励磁阻尼控制方法，以期能够解决现有技术所存在的上述问题。

本发明为实现上述目的，所采用的技术方案如下：

一种基于二端口网络的低频振荡励磁阻尼控制方法，它所采用的控制平台包括发电机、转速传感器和励磁阻尼控制器，所述发电机的转速信号输出端口连接转速传感器的信号输入端，所述转速传感器的信号输出端连接励磁阻尼控制器的信号输入端，所述励磁阻尼控制器的信号输出端连接发电机的励磁控制信号输入端；

该基于二端口网络的低频振荡励磁阻尼控制方法包括依次进行的以下步骤，

(一)用转速传感器检测发电机的转速，计算出转速偏差Δω；

(二)将转速偏差Δω作为励磁阻尼控制器的输入信号；

(三)优化励磁阻尼控制器的参数，使转速偏差Δω经过励磁阻尼控制器自身的传递函数G(s)后，生成励磁电压控制信号u_f；

(四)将励磁电压控制信号u_f输入发电机，发电机产生附加电磁转矩ΔT_e′，并且转速偏差ΔT_e′和发电机发生低频振荡时所产生的附加电磁转矩ΔT_e形成的总转矩ΔT_eΣ与转速偏差Δω同相位，使低频振荡成为正阻尼模式。

作为限定，所述步骤(三)中优化励磁阻尼控制器的参数是按以下步骤顺序进行：

(三1)构建发电机二端口等值网络模型，得出励磁电压控制信号u_f与其形成的定子电流i_d的转移导纳函数关系表达式，其中，

构建发电机二端口等值网络模型时，以励磁电压控制端口为一个端口并且励磁电压控制信号u_f和励磁电流信号i_f为该端口的电压和电流，以发电机并网点为另外一个端口并且机端电压d轴分量u_d和机端电流d轴分量i_d为该端口电压和电流；