确定电力系统稳定器抑制低频振荡效果的方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术实施例提供了一种确定电力系统稳定器抑制低频振荡效果的方法及装置，其中，该方法包括：在电力系统稳定器所在的发电机的功角保持恒定的情况下，获取所述发电机的励磁参考电压至电磁转矩的频率响应特性曲线；计算不稳定特征值关于电力系统稳定器增益的灵敏度；根据所述频率响应特性曲线或所述灵敏度整定所述电力系统稳定器的参数；利用整定后的电力系统稳定器的参数进行仿真，得到电力系统的闭环特征值。该方案实现了整定后的电力系统稳定器的参数可以最大化抑制指定模式的振荡，基于整定后的电力系统稳定器的参数进行仿真，得到的闭环特征值可以准确、有效地反映电力系统中整定后的电力系统稳定器的参数抑制低频振荡的效果。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电网安全
，特别涉及一种确定电力系统稳定器抑制低频振荡 效果的方法及装置。
技术介绍
随着现代电力系统的不断发展，电力系统稳定器被广泛应用于抑制低频振荡和提 高系统动态稳定性。早在60年代，电力系统稳定器就被首次应用于水力发电机上。至2000 年，一种多频段的新型电力系统稳定器PSS4B被提出，能够更加灵活有力地抑制低频振荡。 然而电力系统稳定器抑制低频振荡的效果不仅取决于其结构，更与其参数整定密 不可分。理想情形下，电力系统稳定器的参数应使得指定特征值的阻尼最大。然而实际中 也要权衡考虑电力系统稳定器对其它振荡模式的影响。 电力系统振荡模式通常可以分为局部振荡模式和区域振荡模式。电力系统稳定器 在抑制局部振荡模式时相对容易，然而真正的挑战来自于不同约束条件下对区域振荡模式 的抑制情况。 总体而言，电力系统稳定器的目标是：在不影响其它振荡模式的稳定性的情况下， 最大化抑制局部振荡模式和区域振荡模式的振荡；增强系统暂态稳定；在系统故障时不起 恶化作用。 但是现有技术中整定电力系统稳定器参数的方法无法确保参数的有效性，进而使 得对电力系统稳定器抑制低频振荡效果的评价结果不准确。
技术实现思路
本专利技术实施例提供了一种确定电力系统稳定器抑制低频振荡效果的方法，以解决 现有技术中对电力系统稳定器抑制低频振荡效果的评价结果不准确的技术问题。该方法包 括：在电力系统稳定器所在的发电机的功角保持恒定的情况下，获取所述发电机的励磁参 考电压至电磁转矩的频率响应特性曲线；计算不稳定特征值关于电力系统稳定器增益的灵 敏度；根据所述频率响应特性曲线或所述灵敏度整定所述电力系统稳定器的参数；利用整 定后的电力系统稳定器的参数进行仿真，得到电力系统的闭环特征值。 在一个实施例中，通过以下公式获取所述发电机的励磁参考电压至电磁转矩的频 率响应特性曲线： 其中，ΔΡε是电磁转矩偏移量，是励磁参考电压偏移量，H 是频率响应特性 曲线，K2、K3、K6是发电机模型的实参数，1\是发电机励磁系统时间常数，1^是发电机励磁系 统放大倍数，Τ' dc]是发电机模型中的常数，I是单位对角矩阵，s是拉普拉斯变换后的自变 量，A是电力系统状态矩阵。 在一个实施例中，通过以下公式根据所述频率响应特性曲线整定所述电力系统稳 定器的参数： 其中，ωι，ω2……，ωη是频率采样点， η是正整数，GPSS⑶是电力系统稳定器的传 递函数，HPft(S)是频率响应特性曲线，s是拉普拉斯变换后的自变量，j是虚数单位。 在一个实施例中，通过以下公式计算不稳定特征值关于电力系统稳定器增益的灵 敏度： 其中，是不稳定特征值关于电力系统稳定器增益的灵敏度，Ak是第k个 不稳定特征值，Rlik是第i台发电机上的电力系统稳定器关于不稳定特征值λ ,的留数， Vk是不稳定特征值λ k对应的右特征向量，{是不稳定特征值λ1<对应的 左特征向量，h是第i台发电机的电力系统稳定器所对应的输入矩阵，c i是第i台发电机 的电力系统稳定器所对应的输出矩阵，KPSSl是第i台发电机上的电力系统稳定器的增益， GPSS(s，KPSSl)是第i台发电机上的电力系统稳定器的传递函数，i，k均是正整数，s是拉普拉 斯变换后的自变量。 在一个实施例中，通过以下公式根据所述灵敏度整定所述电力系统稳定器的参 数： 其中，是第k个不稳定特征值，m是正整数，Modeweight是不稳定特征值λ k 的权重系数，是不稳定特征值λ ,关于电力系统稳定器增益的灵敏度。 在一个实施例中，还包括：通过以下公式计算通过参数整定后的电力系统稳定器 对不稳定特征值的左移贡献： 其中，ContributionPSSi表示第i台发电机上的电力系统稳定器对不稳定特征 值Ak的左移贡献：是不稳定特征值1,关于电力系统稳定器增益的灵敏度，KPSSl是 第i台发电机上的电力系统稳定器的增益。 本专利技术实施例还提供了一种确定电力系统稳定器抑制低频振荡效果的装置，以解 决现有技术中对电力系统稳定器抑制低频振荡效果的评价结果不准确的技术问题。该装置 包括：曲线获取模块，用于在电力系统稳定器所在的发电机的功角保持恒定的情况下，获取 所述发电机的励磁参考电压至电磁转矩的频率响应特性曲线；计算模块，用于计算不稳定 特征值关于电力系统稳定器增益的灵敏度；参数整定模块，用于根据所述频率响应特性曲 线或所述灵敏度整定所述电力系统稳定器的参数；仿真模块，用于利用整定后的电力系统 稳定器的参数进行仿真，得到电力系统的闭环特征值。 在一个实施例中，所述曲线获取模块通过以下公式获取所述发电机的励磁参考电 压至电磁转矩的频率响应特性曲线： 其中，ΔΡε是电磁转矩偏移量，是励磁参考电压偏移量，H 是频率响应特性 曲线，K2、K3、K6是发电机模型的实参数，1\是发电机励磁系统时间常数，1^是发电机励磁系 统放大倍数，Τ' dc]是发电机模型中的常数，I是单位对角矩阵，s是拉普拉斯变换后的自变 量，A是电力系统状态矩阵。 在一个实施例中，所述参数整定模块通过以下公式根据所述频率响应特性曲线整 定所述电力系统稳定器的参数： 其中，ωι，ω2……，ωη是频率采样点，G PSS⑶是电力系统稳定器的传递函数， HPft(S)是对应的理想频率曲线，s是拉普拉斯变换后的自变量，j是虚数单位。 在一个实施例中，所述计算模块通过以下公式计算不稳定特征值关于电力系统稳 定器增益的灵敏度： 其牛是不稳定特征值关于电力系统稳定器增益的灵敏度，Ak是第k个 不稳定特征值，Rlik是第i台发电机上的电力系统稳定器关于不稳定特征值λ ,的留数，vk是不稳定特征值λ k对应的右特征向量，是不稳定特征值对应的 左特征向量，h是第i台发电机的电力系统稳定器所对应的输入矩阵，c i是第i台发电机 的电力系统稳定器所对应的输出矩阵，KPSSl是第i台发电机上的电力系统稳定器的增益， GPSS(s，KPSSl)是第i台发电机上的电力系统稳定器的传递函数，i，k均是正整数，s是拉普拉 斯变换后的自变量。 在本专利技术实施例中，通过获取发电机的励磁参考电压至电磁转矩的频率响应特性 曲线（也称为理想频率曲线），可以实现根据频率响应特性曲线来整定电力系统稳定器的 参数，即实现通过理想频率曲线法整定电力系统稳定器的参数，且通过理想频率曲线法整 定后的电力系统稳定器的参数可以有效抑制电网的局部模式振荡；通过计算不稳定特征值 关于电力系统稳定器增益的灵敏度，可以实现根据该灵敏度整定电力系统稳定器的参数， 通过该灵敏度整定后的电力系统稳定器的参数可以有效抑制电网的局部模式和区域模式 的振荡。实现了整定后的电力系统稳定器的参数可以最大化抑制指定模式的振荡当前第1页1 2 3 4 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种确定电力系统稳定器抑制低频振荡效果的方法，其特征在于，包括：在电力系统稳定器所在的发电机的功角保持恒定的情况下，获取所述发电机的励磁参考电压至电磁转矩的频率响应特性曲线；计算不稳定特征值关于电力系统稳定器增益的灵敏度；根据所述频率响应特性曲线或所述灵敏度整定所述电力系统稳定器的参数；利用整定后的电力系统稳定器的参数进行仿真，得到电力系统的闭环特征值。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：吴涛，谢欢，苏为民，罗婧，赵峰，梁浩，刘军娜，刘珅，史扬，徐正龙，姚谦，赵焱，付宏伟，王非，郝婧，陈瑞，夏雪，徐鹏，姜博，梁伟宸，马志昊，
申请(专利权)人：华北电力科学研究院有限责任公司，国家电网公司，
类型：发明
国别省市：北京;11