[发明专利]一种水轮机调速器参数优化方法、装置及系统

说明书

本发明公开了一种水轮机调速器参数优化方法、装置及系统，所述方法包括获取用于抑制电力系统超低频振荡的目标函数，所述目标函数中的待优化参数包括水轮机调速器的比例、积分和微分参数；基于所述目标函数和预设的优化算法，对所有待优化参数进行优化，得到帕累托最优前沿；根据所得帕累托最优前沿，在超调量可接受范围内选择调整时间最小的解作为最优解，并将最优解对应的参数作为水轮机调速器的待优化参数的最终值。本发明采用综合超调量和调整时间的多目标函数进行参数优化，不仅可以较好的抑制系统的超低频振荡，还能提高优化后系统的动态性能。

技术领域

本发明属于电力系统的分析与控制领域，具体涉及一种水轮机调速器参数优化方法、装置及系统。

背景技术

对于水轮发电机经长距离输电的电力系统，由于水电机组的水锤效应以及不合理的调速器参数设置，导致系统易发生超低频振荡问题。通过优化调速器参数可有效抑制电力系统的超低频振荡。

现有抑制超低频振荡的调速器参数优化方法常采用单目标优化，无法满足超调量和调整时间同时达到最优。

发明内容

针对上述问题，本发明提出一种水轮机调速器参数优化方法、装置及系统，不仅能够较好地抑制系统的超低频振荡，还能提高优化后系统的动态性能。

为了实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明通过以下技术方案实现：

第一方面，本发明提供了一种水轮机调速器参数优化方法，包括：

获取抑制电力系统超低频振荡的目标函数，所述目标函数中的待优化参数包括所有水轮机调速器的比例、积分和微分参数；

基于所述目标函数和预设的优化算法，对所有待优化参数进行优化，得到帕累托最优前沿；

根据所得帕累托最优前沿，在超调量可接受范围内选择调整时间最小的解作为最优解，并将最优解对应的参数作为水轮机调速器的待优化参数的最终值。

可选地，所述目标函数包括f₁和f₂，具体为：

min f₁＝σ％

min f₂＝t_s(Δh)

约束条件为：

式中，σ％表示超调量，其中c(t)表示观测量的受扰轨迹，c(∞)表示观测量的稳态值；t_s(Δh)表示受扰轨迹进入允许误差Δh并不再超过该允许误差的最小时间；K_p、K_i和K_d分别为水轮机调速器的比例、积分和微分参数；下标i表示第i个节点；下标min和max分别表示最小值和最大值；S_G为水轮机的集合。

可选地，所述预设的优化算法为NSGA-II优化算法。

可选地，所述帕累托最优前沿的计算过程为：

初始化参数，所述参数包括种群数目、进化代数以及待优化参数的取值区间；

基于NSGA-II优化算法和所述目标函数进行求解，得到目标函数f₁和f₂下的帕累托最优前沿。

可选地，所述最优解的计算过程为：

根据所得帕累托最优前沿，在超调量可接受范围内选择调整时间最小的解作为最优解。

第二方面，本发明提供了一种水轮机调速器参数优化装置，包括：

获取单元，用于获取抑制电力系统超低频振荡的目标函数，所述目标函数中的待优化参数包括所有水轮机调速器的比例、积分和微分参数；