[发明专利]基于部分左特征结构配置的电力系统优化阻尼控制方法

权利要求书

1.一种基于部分左特征结构配置的电力系统优化阻尼控制方法，其特征在于，

步骤S1：给定主导机电振荡模式；

步骤S2：采用参与因子法和留数法选择控制器安装位置和广域反馈信号；

步骤S3：引入动态补偿型PSS；

步骤S4：建立最小化系统输出振荡幅度的子目标函数f₁(φ)；

步骤S5：将主导特征值移动到正确位置，并建立子目标函数f₂(φ)；

步骤S6：通过限制闭环系统未配置特征分布，建立子目标函数f₃(φ)和f₄(φ)；

步骤S7：限制闭环系统控制能量，建立最小化控制代价的子目标函数f₅(φ)；

步骤S8：通过合并，获取单目标函数F(φ)；引入权值系数β_i，将所述步骤S4、步骤S5、步骤S6和步骤S7的控制器优化多个子目标函数合并为单目标函数，也即为群搜索优化算法中的适应度函数，：

步骤S9：随机初始种群并根据F(φ)计算适应度函数；

步骤S10：采用群搜索优化算法求解控制器状态空间参数；

步骤S11：判断是否满足终止条件，若满足则输出阻尼控制器状态空间参数，否则转到所述步骤S9继续进行参数计算。

2.根据权利要求1所述的基于部分左特征结构配置的电力系统优化阻尼控制方法，其特征在于，在所述步骤S2中，还包括如下步骤：

步骤S21：分别以机组功角δ和转子角频率ω作为状态变量，计算各机组对所述主导机电振荡模式的参与因子，综合考虑，筛选出在所述主导机电振荡模式下，有最大参与因子的发电机组作为阻尼控制器的最佳安装位置；

步骤S22：引入机组转子角频率ω作为反馈信号构成广域控制回路，计算主导振荡模式中ω对励磁参考电压的留数矩阵Rⁱ＝CΦ_iΨ_i^TB；其中，Ψ和Φ分别为电力系统全状态空间模型特征矩阵的左右特征向量；所述留数矩阵中各机组ω_gi对应所述步骤S21最佳安装位置的最大元素，即为各机组转子角频率ω_gi对主导振荡模式的留数；

步骤S23：在步骤S22计算的主导振荡模式留数中，筛选出对应于所给振荡模式留数最大的机组作为本地信号和优选的广域反馈信号；

步骤S24：将电力系统模型在工作点附近通过线性时不变状态方程来描述：

其中，x(t)∈R^n×1、y(t)∈R^r×1、u(t)∈R^m×1分别为系统状态向量、输出向量和控制向量，A∈R^n×n、B∈R^n×m、C∈R^r×n分别为状态矩阵、控制矩阵和输出矩阵，n、r、m为对应矩阵的维度。

3.根据权利要求2所述的基于部分左特征结构配置的电力系统优化阻尼控制方法，其特征在于，在所述步骤S3中，还包括如下步骤：

步骤S31：引入动态补偿器型PSS：其中，z(t)∈R^a为控制状态向量，且该动态补偿器型PSS以所述步骤S23中本地反馈信号和优选的广域量测信号作为输入，所述参数矩阵D、E、F和G通过所述步骤S10中状态空间参数获取；

步骤S32：引入动态补偿器后，将闭环电力系统表示成等值增广系统：其中，所述等值增广系统的输出与多变量输入呈线性比例关系；所述等值增广系统为一个比例输出反馈控制系统，其状态变量输入和输出变量数分别为：其中，a为动态补偿器的状态向量维度；

4.根据权利要求1所述的基于部分左特征结构配置的电力系统优化阻尼控制方法，其特征在于，在所述步骤S4中，通过开环振荡模态参与因子p近似系统初始状态，建立所述最小化系统输出振荡幅度的子目标函数：其中，ω为系统左特征向量，m为左特征向量个数。