[发明专利]一种兼顾阻尼特性的水电机组一次调频多目标优化方法

权利要求书

1.一种兼顾阻尼特性的水电机组一次调频多目标优化方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1：建立适用于小波动工况的水电机组调速系统模型；

步骤2：建立调速系统阻尼特性与振荡频率关系模型；

步骤3：构建水电机组阻尼特性和一次调频动态性能的多目标函数，包括水电机组在超低频段的阻尼特性目标函数和一次调频综合性能目标函数；

步骤4：构建上升时间及稳定时间约束、最大调整功率限幅约束、最劣阻尼特性约束和决策变量的优化量级约束的约束条件，并执行相应的约束处理策略；

步骤5：运用多目标优化算法求解水电机组阻尼特性和一次调频动态性能的多目标函数，得到Pareto非支配解集；

步骤6：对Pareto非支配解集中的非支配解进行优选，得到最佳兼容解即为水电机组调速系统一次调频工况下的最优控制参数。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述水电机组调速系统模型主要由调速器、有压引水系统、水轮机、发电机及负载组成；所述调速器包括PID控制器和液压执行机构。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述调速系统阻尼特性与振荡频率关系模型表达式如下：

A₀＝b_pT_yK_p+T_y；A₁＝b_pK_p+b_pT_yK_i+1；A₂＝b_pK_i；A₃＝e_qhT_w

B₀＝(e_qye_h-e_qhe_y)T_w；B₁＝-(A₀+A₁A₃)K_pB₀-A₀A₃K_pe_y+A₀A₃K_iB₀；

B₂＝K_pB₀A₂-K_ie_y(A₀+A₁A₃)+(A₁+A₂A₃)K_pe_y-(A₁+A₂A₃)K_iB₀；B₃＝K_ie_yA₂

其中，K_p为比例环节参数，K_i为微分环节参数，b_p为永态转差系数，T_y为液压执行机构惯性时间常数，T_w为引水系统惯性时间常数，f为系统振荡频率，D_G为调速系统阻尼系数，e_y,e_h,e_qy,e_qh分别为水轮机传递系数，由综合特性曲线求取。

4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，水电机组在超低频段的阻尼特性目标函数表达式如下：

其中，n＝(f_max-f₀)/Δf，为关注频带内的频率采样点个数；Δf为频率点采样步长，对第i个频率点有f_i＝f₀+(i-1)Δf。