[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

说明书

本发明涉及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，针对传统的PSS在多个需要抑制的振荡模态下存在的多PSS参数协调问题，首先利用部分左特征结构配置方法同时配置闭环主导振荡模态的特征值和特征向量，将多余的设计自由度分配到部分特征向量上，然后引入动态补偿器型PSS，满足部分左特征结构配置方法对输出反馈变量的要求，最后通过群搜索优化算法求解控制器参数。根据本发明所提出的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所设计的阻尼控制器，能有效抑制电力系统的多个主导振荡模态，且具有较好的阻尼控制效果和鲁棒性。

技术领域

本发明涉及电力系统阻尼控制领域，特别是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。

背景技术

随着西电东输工程的建设和全国电力联网的实施，我国将进入跨区域和远距离传输巨大功率的超高压、交直流混合输电的时代。以此带来的电力系统阻尼作用的减小，从而在一些扰动情况下容易引发电力系统低频振荡的问题，已成为限制电力系统功率传输能力和影响大型互联电网安全稳定运行的重要因素。

目前，在电力系统阻尼控制中广泛采用的是基于留数和相位补偿方法配置的传统PSS，针对单个振荡模态设计控制器参数，配置闭环系统的特征值向左平面移动，增加系统阻尼抑制低频振荡。在实际电力系统中往往同时存在多个需要抑制的振荡模态，这也使得多PSS的协调控制成为一个难题。另外，从多输入多输出系统的控制角度来看，基于特征值配置的输出反馈控制中仍然存在着多余的设计自由度，可用于电力系统的优化阻尼控制。为解决以上问题，有效地抑制现代大型互联电网的低频振荡，设计一种有效可靠的电力系统优化阻尼控制器十分重要。

发明内容

本发明的目的在于提供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，以克服现有技术中存在的缺陷。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：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，包括如下步骤：

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)；

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。

在本发明一实施例，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；