[发明专利]电压调节器参数对调相机性能影响分析及参数优化的方法

说明书

本发明公开了电压调节器参数对调相机性能影响分析及参数优化的方法，包括如下步骤：基于PSVR的基本控制框图及其数学模型，分析影响PSVR性能的关键参数，研究PSVR控制参数变化对调相机在直流逆变站的动态无功支撑能力的影响，采用遗传算法进行PSVR优化参数的整定。提供了一种电压调节器参数对调相机性能影响分析及参数优化的方法。有效地实现了PSVR的参数整定，经参数优化后的PSVR能够提升调相机对系统电压的支撑能力，维持了系统电压的稳定运行。

技术领域

本发明涉及的是调相机励磁系统领域，具体涉及到一种电压调节器参数对调相机性能影响分析及参数优化的方法。

背景技术

调相机作为同步旋转设备，能够快速输出无功功率，适应于我国高压直流输电系统动态无功需求大的特点。调相机的励磁控制系统配备励磁电压调节器AVR来维持调相机机端电压恒定，而调相机应用于直流换流站交流线路的主要目的是维持系统交流电压稳定。因此，在调相机励磁控制系统中加入PSVR，以提高调相机对系统电压的支撑能力，其中PSVR为电力系统电压调节器。

目前对PSVR的研究集中在发电机励磁控制中添加PSVR。对于将PSVR应用于调相机的研究较少。采用PSVR控制可以更充分发挥调相机的无功能力，对系统电压提供更大的支撑能力。

PSVR的控制参数对调相机的无功支撑能力有明显的影响，因此有必要对PSVR控制参数优化问题进行研究。现有PSVR控制参数优化多采用工程经验和时域响应校验相结合的方法，该方法是“先整定，后校验”的分析型方法，缺少理论支撑且准确性仍有不足。现有技术中的文献，例如:由陈新琪,陈皓,竺士章撰写的《电力系统电压调节器参数整定》[J].中国电力,2004(07):16-19；从工程角度出发，提出了PSVR的参数整定方法。在电力系统中，智能优化算法已被应用于直流系统控制器、阻尼控制器等参数优化问题，如遗传算法、神经网络算法，粒子群算法等。

发明内容

本发明克服了现有技术的不足，提供了一种电压调节器参数对调相机性能影响分析及参数优化的方法。有效地实现了PSVR的参数整定，经参数优化后的PSVR能够提升调相机对系统电压的支撑能力，维持了系统电压的稳定运行。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案为：电压调节器参数对调相机性能影响分析及参数优化的方法，包括如下步骤：步骤1，分析PSVR参数变化对调相机无功支撑能力的影响；步骤2，进行基于遗传算法的PSVR参数优化。

本发明一个优选的实施方案中，步骤1包括：步骤1.1，建立PSVR控制系统及附加PSVR控制的调相机应用系统模型；步骤1.2，基于PSVR模型和系统模型，进行PSVR参数影响分析。

本发明一个优选的实施方案中，步骤1.2中，逐一分析PSVR控制系统中关键参数变化时，调相机励磁电压、机端电压和系统电压的变化情况，从而分析PSVR参数变化对调相机无功支撑能力的影响。

本发明一个优选的实施方案中，步骤2包括，步骤2.1，建立PSVR参数优化模型的性能指标；步骤2.2，基于遗传算法流程确定PSVR的参数。

本发明一个优选的实施方案中，步骤2.1中，选用时间绝对误差乘积指标ITAE作为PSVR参数优化的性能指标，以调相机升压变高压侧电压V_h作为性能指标变量，将ITAE性能指标分为故障期间和故障恢复期间两部分的组合。

本发明一个优选的实施方案中，以有限时间t₀时刻到t₂时刻，对性能指标的定义进行分析；V_h为系统电压实时测量值，r_h为系统电压参考值；在t₀时刻系统发生短路故障，在t₁时刻前接近稳态值，t₀到t₁这段时间内性能指标为，