电力系统稳定器参数智能优化方法

摘要

为了保证电网经济运行，大电网区域互联已成为现代电力系统发展的趋势和要求。随着电网的扩大和送电功率的增加，各区域电网间的低频振荡已逐渐成为提高大规模电力系统传输能力的瓶颈。电力系统稳定器(PSS)具有物理概念清楚、电路简单、调试方便等优点，已成为抑制低频振荡最有效的措施。为了保证PSS能安全可靠地工作，PSS投运前都必须进行现场试验，验证PSS参数是否符合要求。
　　目前，PSS参数现场试验很大程度上依靠试验人员的经验，工作量大且具有一定的盲目性。针对这一现状，本文研究了PSS参数智能优化方法。根据国家电网对励磁系统及PSS的规定，结合电网实际情况,建立了PSS参数优化模型，并寻求了适用性较强的智能优化方法对模型进行求解,力求优化后的PSS参数能够具有较强鲁棒性，能较好满足电力系统运行要求。
　　首先，本文对PSS的相关理论基础进行了深入分析，主要包括PSS抑制低频振荡的机理、不同输入信号PSS的特点及其在电力系统中的作用。然后,针对目前部分机组励磁系统无补偿相频特性测量方面的困难，或者一般只在一种运行工况下测量的现状，本文提出了基于电网等值励磁系统的无补偿相频特性计算方法，该方法通过现场试验数据对电网运行工况进行等值,进而求得励磁系统无补偿相频特性。接着，本文提出了一种PSS参数的优化方法,根据PSS输入信号的不同，建立了相应的优化模型，进而基于改进粒子群算法实现了模型求解。最后，通过算例分析，验证了本方法的正确性和适应性。
　　电力系统稳定器参数智能优化方法已被成功应用到“基于现场试验数据的电网等值与励磁系统模型及参数时域自动校核方法软件包”。该方法在华中电网公司技改项目《华中电网重要机组励磁系统实测参数和模型梳理及其PSS参数优化》中也得到了应用且效果良好。

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1 绪论

1.1 PSS参数优化的研究背景

1.2 研究现状及存在问题

1.3 本文的主要工作

2 电力系统稳定器的基本原理

2.1 PSS抑制低频振荡的机理分析

2.2 PSS的输入信号

2.3 电力系统稳定器的作用

2.4 小结

3 励磁系统无补偿相频特性计算

3.1 计算方法的基本流程

3.2 计算方法的实现步骤

3.3 计算方法的验证分析

3.4 计算方法的应用

3.5 小结

4 电力系统稳定器参数优化

4.1 PSS参数优化的基本流程

4.2 PSS时间常数优化

4.3 PSS增益优化

4.4 小结

5基于改进粒子群PSS参数优化

5.1 PSO算法的基本原理

5.2 PSS参数优化的算法结构

5.3 PSS参数优化的程序设计

5.4 PSS参数优化方法的应用

5.5 小结

6 算例分析

6.1 算例的背景与来源

6.2 计算励磁系统无补偿相频特性

6.3 基于改进粒子群优化PSS参数

6.4 优化结果校核

6.5 小结

7 总结和展望

7.1 全本总结

7.2 研究工作展望

致谢

参考文献

附录1 参数表

附录2 攻读硕士学位期间已发表论文及申请的专利

附录3 攻读硕士学位期间参与的项目