[发明专利]基于最小特征轨迹法的机电暂态小干扰稳定分析方法

说明书

本发明涉及一种基于最小特征轨迹法的机电暂态小干扰稳定分析方法，用于给出电力系统小干扰稳定的频域稳定裕度，以最大化系统性能参数的同时，保证系统满足稳定运行要求，属于电网安全技术领域。该方法包括：选取转子回路作为前向通道环节得到紧凑形式的Heffron‑Phillips模型；应用特征轨迹法给出系统的频域稳定裕度；将频域稳定裕度写成回路相加形式；利用相似矩阵法简化频域稳定裕度；分析原动机‑调速器环节的影响；分析电力系统稳定器PSS环节的影响；根据频域稳定裕度对控制器参数设置给出指导。

技术领域

本发明属于电网安全技术领域，涉及一种机电暂态小干扰稳定分析方法，具体涉及一种基于最小特征轨迹法的多输入-多输出系统机电暂态小干扰稳定分析方法。

背景技术

给定一个电网，机电暂态小干扰稳定分析需要得到如下问题的答案：系统中的控制器，例如附加励磁控制(PSS)和调速器的作用；得到期望的增益和相位的控制器-滤波器参数整定方法，控制性能鲁棒性的保证。

我国电力系统结构形态大致经历了“纯交流，交直流，交直流+风光”时代当电网发生重大结构性改变的时候，例如当前正在进行的风电和光伏比例大规模渗透，我们仍然希望得到上述问题的答案。显然，这些问题更难，因为此时电网的数学模型更加复杂，传统电网的同步性质已经由量到质发生了改变。也是因为如此，小干扰稳定性的研究比以往具有更加广泛深远的意义。

在电力系统稳定分析领域中，小干扰稳定性占据了重要地位。目前，以PSS设计为核心的控制器参数设置问题已经得到良好的解决。尽管如此，电力系统小干扰稳定分析领域的进展仍然是不能令人满意的。现有方法不少都给出了稳定性的充要条件，相互等价，但具体应用起来，并非易事。

总的来讲，一个工程实用的方法应该具有严密的数学基础，解析的稳定裕度表达式，既能够分析任意回路对稳定性的影响，也能够分析任意参数对稳定性的影响，从而得到前述问题的答案。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术的不足，提供一种基于最小特征轨迹法的机电暂态小干扰稳定分析方法，该方法兼顾了系统的稳定性要求与调节性能要求，仅依靠解耦简化各环节的分量，得到数学关系简单的频域稳定裕度，实现多输入-多输出系统机电暂态小干扰稳定分析。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

基于最小特征轨迹法的机电暂态小干扰稳定分析方法，包括以下步骤：

1)选取转子回路作为前向通道环节得到紧凑形式的Heffron-Phillips模型；

2)应用特征轨迹法给出系统的频域稳定裕度；

3)将频域稳定裕度写成回路相加形式；

4)利用相似矩阵法简化频域稳定裕度；

5)分析原动机-调速器环节的影响；

6)分析电力系统稳定器PSS环节的影响；

7)根据频域稳定裕度选取控制器参数。

2、根据权利要求1所述的基于最小特征轨迹法的机电暂态小干扰稳定分析方法，其特征在于，步骤1)的具体方法为：

在Heffron-Phillips模型中提取转子回路，将转子通道(sM+K_D)^-1视作前向通道，其余环节合并在一起视作反馈通道，得到紧凑形式的Heffron-Phillips模型；

在上述紧凑形式的Heffron-Phillips模型中定义：