電力系統(tǒng)穩(wěn)定器參數(shù)優(yōu)化設計研究.pdf

1、隨著區(qū)域電網(wǎng)的互聯(lián)，系統(tǒng)低頻振蕩成為電力系統(tǒng)運行和規(guī)劃中需要考慮的的重要問題。電力系統(tǒng)穩(wěn)定器(PSS)的應用，在抑制低頻振蕩方面取得了明顯的效果。 電力系統(tǒng)是一個典型的非線性系統(tǒng)。即使安裝了PSS控制器，系統(tǒng)也有可能出現(xiàn)非線性振蕩。例如我國東北、華北電網(wǎng)都出現(xiàn)過機理不明的低頻振蕩，許多專家學者均認為這是由于電力系統(tǒng)非線性引起的。 通過對系統(tǒng)大干擾后的振蕩機理的研究，發(fā)現(xiàn)在系統(tǒng)時域響應中不僅存在基本機電振蕩模式，而且還存在

2、高階振蕩模式。由于小信號穩(wěn)定性分析忽略了系統(tǒng)狀態(tài)方程泰勒級數(shù)高階項，所以該方法不能充分反映系統(tǒng)振蕩的非線性性質(zhì)，因此基于小信號分析設計的PSS有時不能有效的阻尼系統(tǒng)大擾動后的振蕩。 軌跡靈敏度主要用于研究系統(tǒng)的動態(tài)響應對某些參數(shù)或初始條件的依賴性。該理論開始引起電力系統(tǒng)研究者的關注，逐漸成為電力系統(tǒng)分析的新工具。暫態(tài)穩(wěn)定性研究傳統(tǒng)上是先使用時域仿真得到系統(tǒng)的運動軌跡，再根據(jù)經(jīng)驗判斷得出穩(wěn)定性結論。運動軌跡本身缺乏對穩(wěn)定性的定量度

3、量。由于軌跡靈敏度理論適合于精細地刻畫動力系統(tǒng)的狀態(tài)變量對參數(shù)的依賴性，因此與仿真程序相結合可以給出穩(wěn)定性控制的指導性原則。 本文提出了一種基于時域仿真的PSS設計方法。該方法利用時域仿真算法能夠考慮電力系統(tǒng)非線性特性的能力，將靈敏度分析與優(yōu)化方法結合設計PSS參數(shù)。以發(fā)電機轉子角速度為優(yōu)化的目標函數(shù)，采用軌跡靈敏度仿真得到目標函數(shù)的梯度信息，然后應用共軛梯度優(yōu)化技術優(yōu)化多個PSS參數(shù)。由于目標函數(shù)考慮了電力系統(tǒng)大擾動的特征，所