基于改进人工蜂群算法的多机系统PSS参数协调优化研究

摘要

近年来，我国电力系统飞速发展，随着西电东送、全国联网的实施，电网规模越来越大。电网区域问存在弱互联，再加上快速励磁系统的大量投入，导致系统整体阻尼作用减弱。在扰动下易发生低频振荡，严重威胁到电力系统的稳定运行。在励磁系统中加装PSS(电力系统稳定器)能够有效的抑制低频振荡，改善电力系统的安全性和经济性。
　　在分析了目前优化PSS参数常用算法所存在不足的基础上，一种新型智能算法-ABC(人工蜂群)算法被用于问题的求解。在ABC算法的研究分析中，针对基本算法存在寻优精度不高，收敛速度慢等缺点，提出一种改进的ABC算法，并将其应用于多机系统PSS参数协调优化中。论文主要完成内容包括：
　　(1)对目前常用的PSS参数配置方法进行分析，重点阐述算法的不足，指出采用新的智能优化算法的必要性和可行性。
　　(2)对目前低频振荡的分析方法进行比较分析，确定了一种Prony算法，并运用算例进行仿真，验证其所采用方法在低频振荡分析中的有效性。
　　(3)针对传统ABC算法的缺点，提出一种基于NMSM(单纯形法)的改进ABC算法。通过对当前最优蜜蜂周期性的利用单纯形更新顶点，用新的探索点代替蜂群中最差个体。ABC算法利用NMSM提高局部搜索能力，NMSM利用ABC算法有效的跳出局部最优，平衡算法的全局探索与局部开发能力，提高寻优精度。并对跟随蜂的搜索公式进行改进，确定邻域范围，加快算法收敛速度。6个测试函数仿真结果表明改进后的算法具有更快的收敛速度和更高的精度。
　　(4)通过对采样数据的Prony分析辨识系统振荡模式的特征值，计算出衡量系统整体阻尼性能的指标阻尼比，以阻尼比为目标函数，并用改进ABC算法协调优化多机PSS参数。以四机两区域系统和10机39节点系统为标准测试系统进行仿真，并与基本ABC算法优化的PSS参数和未优化的PSS参数进行仿真对比，结果验证了PSS参数优化的必要性以及改进ABC算法的优越性。

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1 绪论

1. 1 选题背景和研究意义

1. 2 电力系统稳定器参数设计研究现状

1. 3 论文的主要内容

2 电力系统低频振荡

2. 1 电力系统稳定性及低频振荡

2.2 低频振荡的负阻尼机理

2.3 低频振荡的分析方法

2.4 Porny算法原理及应用

2. 5 小结

3 PSS的原理及模型

3. 1 PSS抑制低频振荡的原理

3. 2 PSS模型

3. 3 小结

4 人工蜂群算法的研究及其改进

4. 1 人工蜂群算法

4.2 Nelder-mead单纯形法

4.3 人工蜂群算法的改进

4.4 小结

5 基于改进人工蜂群算法的多机系统PSS参数优化设计

5. 1 多机PSS参数优化设计

5.2 改进人工蜂群算法优化多机PSS流程及步骤

5.3 算例仿真分析

5.4 小结

结论

致谢

参考文献

攻读学位期间的研究成果