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电力系统阻尼控制器参数优化设计研究

周保荣  
【摘要】:我国三峡电站的发电运行及各个大区域电网的逐步互联标志着全国性电网的初步形成。由于区域电网之间的弱联络削弱了系统的阻尼,在全国性电网运行的初期,低频振荡是制约区域电网间功率交换的主要问题之一。 目前,电力系统主要采用电力系统稳定器(PSS)和FACTS阻尼控制器来抑制低频振荡,提高系统小扰动稳定性。多机电力系统中PSS和FACTS阻尼控制器协调设计是非常复杂的问题,需要更为深入的研究。本文主要对PSS和FACTS阻尼控制器的参数设计方法进行研究,并取得如下成果: 一、提出双向模块简化技术来求解轨迹系统和轨迹灵敏度系统方程。双向模块简化技术包括正向简化和反向回代两个过程,以系统模块分解概念为基础,对牛顿法迭代过程中的线性增量方程作初等线性变换,将发电机方程与电力网络方程交替求解,从而较易考虑新增模型的加入和系统各种参数的轨迹灵敏度计算。双向模块简化技术体现了电力系统内在的模块性,使牛顿算法保持数值稳定、收敛速度快、没有交割误差等优点的同时具有物理概念明确、模块清晰、易扩展、易编程等特点。 二、提出一种将轨迹灵敏度分析和时域仿真相结合来设计PSS的方法。该方法利用时域仿真方法考虑系统非线性性质,采用优化方法协调PSS参数变化对系统特征值实部和交互系数的影响。该方法的优点之一是所设计的PSS不仅可提高系统小扰动稳定性,而且可有效阻尼大扰动后的系统振荡。 三、采用单纯形-模拟退火算法优化设计电力系统阻尼控制器。该方法将阻尼控制器参数协调问题归结为带不等式约束的优化问题,通过一个新颖的非线性变换将有约束问题转化为无约束问题,然后采用单纯形-模拟退火算法求解优化问题,寻求阻尼控制器优化参数。单纯形-模拟退火算法将单纯形法搜寻机理嵌入到模拟退火算法的基本思想,综合了模拟退火算法全局搜索能力强、单纯形算法局部收敛速度快的优点,是对常规模拟退火算法的一个改进。


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