[发明专利]一种发电机UEL与PSS的协调控制方法

说明书

本发明提供一种发电机UEL与PSS的协调控制方法，该方法通过PSS模型和UEL模型建立Heffron‑Philips扩展模型，进而确定励磁系统的状态矩阵。在粒子群算法的基础上，以兼顾机电振荡模式和非机电振荡模式的阻尼特性建立目标函数，并在计算得到的状态矩阵的特征值以及相应的阻尼比的条件下，能够整定出合理的UEL参数。同时，当含有PSS的励磁系统加入UEL后，并不影响系统的阻尼，使UEL与PSS协调配合，保证了系统的稳定性。UEL弱化系统阻尼的作用随着UEL的限制曲线斜率Ku与截距|C|的增大而明显增强，系统是稳定性越差。

技术领域

本发明涉及发电机技术领域，尤其涉及一种发电机UEL与PSS的协调控制方法。

背景技术

发电机为将其他形式的能源转换为电能的机械设备。发电机构造的一般原则为采用适当的导磁和导电材料构成相互进行电磁感应的磁路和电路，以产生电磁功率，达到转换能源的目的。由于发电机为转换为电能的设备，因而发电机的稳定运行关乎用户用电的稳定性以及安全性。

发电机在正常运行过程中，不仅向电力系统提供有功功率，而且还提供无功功率。随着电力系统网架结构的不断扩大，常常需要发电机进相运行，从而吸收电力系统过剩的无功功率。当发电机进相运行时，励磁电流大幅度降低，功角增大，使得发电机处于低励运行状态，且极易超出发电机稳定运行的电流范围。为保证发电机在一定的静态稳定裕度下稳定运行，作为励磁控制系统的AVR(中文名称：自动电压调节器；英文全称：automaticvoltage regulator)通常配置有UEL(中文名称：低励限制；英文全称：under excitationlimiter)，以使发电机在一定的有功功率下，无功功率滞相低于某一值或进相大于某一值时，在AVR综合放大回路中输出一增加机端电压的调节信号，进而使得励磁增加。

PSS(中文名称：电力系统稳定器；英文全称：power system stabilizer)为AVR中一种抑制有功震荡的附加励磁控制装置。PSS的主要作用为给AVR提供一个附加控制信号，产生正的附加阻尼转矩，从而提供发电机和电力系统的阻尼能力，抑制低频振荡。当发电机的UEL发生动作后，若UEL的参数整定不合理，则会使得UEL与PSS多次相互切换，进而造成输出冲突，恶化PSS的作用效果，引发系统持续震荡，进而造成系统不稳定。

为避免出现上述问题，则应对UEL和PSS进行协调控制。目前，UEL和PSS协调控制的方法是通过对UEL影响电力系统稳定性的影响机理进行分析，从而给出UEL和PSS协调控制时的UEL的参数范围。然而，该方法没有考虑实用化的UEL与PSS协调控制时参数的优化，进而不能精确得到UEL与PSS协调配合时的UEL参数，由此不适用于对具体故障的参数处理，且不能准确协调控制UEL与PSS。

发明内容

本发明提供一种发电机UEL与PSS的协调控制方法，以解决现有UEL和PSS协调控制方法不能准确协调控制UEL与PSS的问题。

本发明提供一种发电机UEL与PSS的协调控制方法，所述方法包括：

根据PSS模型和UEL模型建立Heffron-Philips扩展模型；

根据所述Heffron-Philips扩展模型确定状态矩阵；

根据所述状态矩阵建立多种工况运行方式下的目标函数，所述目标函数兼顾机电震荡模式和非机电震荡模式；

采用粒子群算法更新所述状态矩阵，并计算更新后的状态矩阵的特征值及阻尼比；

根据所述特征值分析所述UEL模型中的限制曲线参数对系统稳定性的影响，确定所述UEL模型参数的取值。

优选地，采用粒子群算法更新所述状态矩阵包括：

根据粒子群算法确定粒子群的速度和位置；

初始化所述粒子群的速度和位置；