[发明专利]一种电力系统稳定器参数的整定方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种电力系统稳定器参数的整定方法，属于电力系统稳定控制技术领域。

背景技术

电力系统属于复杂非线性系统，已经成为国家基础设施中不可或缺的一部分。长距离输电过程中，由于扰动的作用，原本的电力系统发电机转子之间产生相对摇晃，产生了负阻尼作用。系统整个阻尼情况变得很差，一般比较小或者为负阻尼状态。若是系统长期工作在这种负阻尼模态，则会出现低频功率振荡。电力系统控制主要通过阻尼控制器进行抑制系统的低频振荡，以此来提高小扰动带来的不稳定性。电力系统稳定器是电力系统中最常用、使用广泛的抑制低频振荡的措施。传统的电力系统稳定器增加阻尼不足，现有技术中整定电力系统稳定器参数的方法无法确保参数的有效性，进而使得对电力系统稳定器抑制低频振荡效果的评价结果不准确。

发明内容

本发明针对以上不足，提出了一种电力系统稳定器参数的整定方法，对电力系统稳定器的参数采用智能优化算法进行优化求解。

本发明为解决其技术问题采用如下技术方案：

一种电力系统稳定器参数的整定方法，包括以下步骤：

步骤1：选择单机无穷大电力系统建立的数学模型为分析基础，取同步发电机的三阶模型，即以发电机暂态电动势E_q′、角速度ω、转子功角δ为状态变量，同时考虑励磁反馈电压E_fd为状态变量建立四阶状态空间系统模型；

步骤:2：运用差分算法将步骤1中的四阶状态空间系统处理为典型小扰动的四阶单机无穷大电力系统模型，具体形式为：

其中，Δω为发电机转速的增量变化，Δδ为发电机功角的增量变化，ΔE'_q为发电机暂态电动势的增量变化，ΔE_fd为励磁反馈电压的增量变化，D为阻尼系数；M为发电机转子惯性时间常数；ω₀为发电机同步转速；T_e为时间常数；K_e为放大倍数；T_d'₀为d轴开路暂态时间常数；其中K₁-K₆的表达式如下：

其余参数的含义如下：V_t为机端电压，U_tq0为q轴初始电压，U_td0为d轴初始电压，E_q0为q轴初始电动势；p_e为有功功率；X_e为折算的电抗，I_q0为q轴初始电流；U_c为初始电压；X_d是同步发电机d轴的电抗；δ₀为初始功角，E_q为q轴电动势，E'_q为电动机暂态电动势，U_t0是初始电压，X_L为联络线电抗；X_G是发电机的电抗；H_j是发电机转子惯性时间常数；X_q是同步发电机q轴的电抗；X'_d是同步发电机d轴的暂态电抗；X″_q是发电机q轴电抗；X″_d是发电机d轴电抗；T_d'是d轴暂态时间常数；T_d'是q轴暂态时间常数；计算上式中出现的参数；

步骤3：设计电力系统稳定器，电力系统稳定器以相位补偿法为中心的方式，分别设计了电力系统稳定器的超前环节、复位环节和放大环节，并和步骤2中的四阶单机无穷大电力系统结合；

步骤4：运用粒子群优化算法进行电力系统稳定器参数优化。

步骤3所述电力系统稳定器，其具体形式为：

其中：s为拉氏变换复变量；并采用优化K、T₁、T₂三个重要参数，其三个参数的取值范围限定为