電力系統(tǒng)低頻振蕩的協(xié)調(diào)阻尼控制研究.pdf

1、隨著電力系統(tǒng)規(guī)模的不斷擴(kuò)大以及運(yùn)行方式的復(fù)雜多變，低頻振蕩問題日益突出，已經(jīng)嚴(yán)重威脅到了電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，成為阻礙區(qū)域間功率交換的一個重要因素，因此研究大規(guī)模電力系統(tǒng)低頻振蕩的阻尼特性及其協(xié)調(diào)抑制具有重要的現(xiàn)實意義。論文在模態(tài)分析的基礎(chǔ)上，對低頻振蕩的阻尼特性、模型辨識以及協(xié)調(diào)抑制進(jìn)行了深入研究。
　　 為了更好地進(jìn)行阻尼控制，利用特征分析法分析了電力系統(tǒng)的阻尼特性以及加入控制器后系統(tǒng)阻尼的傳遞規(guī)律。為了克服系統(tǒng)的“維數(shù)災(zāi)

2、”問題，采用復(fù)轉(zhuǎn)矩系數(shù)法，推導(dǎo)了調(diào)節(jié)系統(tǒng)的等值阻尼系數(shù)，將發(fā)電機(jī)模型等值為經(jīng)典二階模型，并結(jié)合振動理論中的模態(tài)分析法和電力系統(tǒng)的特點，提出了機(jī)電模式特征根的快速計算方法，分析了均勻阻尼電力系統(tǒng)的性質(zhì)，為低頻振蕩協(xié)調(diào)阻尼控制目標(biāo)的確定奠定了基礎(chǔ)。
　　 基于均勻阻尼思想和系統(tǒng)的線性化數(shù)學(xué)模型，確定了電力系統(tǒng)低頻振蕩的協(xié)調(diào)阻尼控制目標(biāo)，基于廣泛應(yīng)用的PSS，通過協(xié)調(diào)PSS參數(shù)實現(xiàn)了系統(tǒng)的協(xié)調(diào)阻尼控制。除此之外，提出利用區(qū)域極點配置法

3、協(xié)調(diào)設(shè)計低頻振蕩阻尼控制器，將系統(tǒng)的特征根配置在左復(fù)平面的豎直帶狀區(qū)域內(nèi)，以實現(xiàn)系統(tǒng)的協(xié)調(diào)阻尼控制。上述方法為下一步基于辨識模型的分散阻尼控制器的設(shè)計提供了有效手段。
　　 提出了在線辨識低頻振蕩特征和模型的改進(jìn)多信號Prony算法。該算法解決了利用不同發(fā)電機(jī)信號辨識的低頻振蕩特征結(jié)果不同而難于取舍的問題，克服了大規(guī)模電力系統(tǒng)的“維數(shù)災(zāi)”以及電力電子器件和負(fù)荷難以用精確數(shù)學(xué)模型描述的問題。此外，該算法節(jié)省了辨識的時間，且辨識出的

4、模型更加接近系統(tǒng)的實際運(yùn)行狀態(tài)，可以為低頻振蕩的在線協(xié)調(diào)抑制提供數(shù)學(xué)模型。
　　 提出了基于在線辨識模型和均勻阻尼思想的分散控制器協(xié)調(diào)設(shè)計方法。該方法使控制器能夠適應(yīng)系統(tǒng)運(yùn)行方式的變化，且避免了控制器對其它模式產(chǎn)生負(fù)面作用。首先在系統(tǒng)阻尼評估的基礎(chǔ)上確定控制目標(biāo)，然后分別采用遺傳算法協(xié)調(diào)多頻段PSS參數(shù)以及通過區(qū)域極點配置法設(shè)計阻尼控制器，以實現(xiàn)電力系統(tǒng)低頻振蕩的分散協(xié)調(diào)控制，為低頻振蕩的協(xié)調(diào)阻尼控制提供了新的思路。