一种静止同步串联补偿器抑制系统次同步振荡方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种静止同步串联补偿器抑制系统次同步振荡方法及装置，所述方法包括：根据含SSSC的单机无穷大系统的系统线性化模型，将SSSC输出电压与交流线路电流的夹角和SSSC的调制比作为SSSC影响发电机的参数；将SSSC装置安装点的电压的频率偏差和有功潮流作为影响SSSC的调制比的参数；将所述SSSC装置安装点的电压的频率偏差和有功潮流作为输入量，构建阻尼控制器的传递函数，其中，将所述SSSC装置安装点的电压的频率偏差和有功潮流作为阻尼控制器的输入量；优化所述阻尼控制器的传递函数的控制参数；本发明专利技术提供的技术方案，能够提高电网运行阻尼性和稳定性，同时，使得静止同步串联补偿器所在区域的电网阻尼特性达到最优，又适用于实际控制器的设计。

Method and device for suppressing subsynchronous oscillation of static synchronous series compensator

The invention relates to a max155 inhibiting subsynchronous oscillation method and device, the method comprises the following steps: according to the linear model of single machine infinite bus system with SSSC, SSSC output voltage and current of the AC line angle and SSSC modulation ratio as the influence of generator parameters SSSC; frequency deviation SSSC device install the voltage and power flow as the influence parameters of SSSC modulation ratio; frequency deviation of the SSSC installation point voltage and active power flow as the input, transfer function, construction of damping controller of the frequency deviation of the SSSC installation point voltage and active power as input damping controller; control parameter transfer function optimization of the damping controller; the technical scheme provided by the invention can improve the damping of power grid operation and At the same time, the damping characteristic of the network in the area of the static synchronous series compensator is optimized, and it is also suitable for the design of the actual controller.

【技术实现步骤摘要】
一种静止同步串联补偿器抑制系统次同步振荡方法及装置
本专利技术涉及柔性交流输电
，具体涉及一种静止同步串联补偿器抑制系统次同步振荡方法及装置。
技术介绍
近年来电力系统快速发展，潮流需求增大，为了提高系统的输电能力串并联形式的无功补偿装置得到广泛应用。静止同步串联补偿器(SSSC)作为一种新型串联无功补偿装置，具有控制灵活、结构简单、快速有效调控系统潮流并可以一定程度抑制次同步振荡(SSR)的优点。SSSC不存在可能与交流系统电感参数发生次同步振荡的电容量，减少了次同步振荡发生机率。为确定含SSSC系统的次同步振荡问题，复转矩分析法和特征值分析法基于系统小扰动下建立微分方程，物理意义明确。虽然基于电力电子器件而建立的时域分析法具有更准确地判定依据，但是不能直接得到阻尼和频率的关系，不利于从物理意义上判断。目前对于含SSSC系统的SSR问题和阻尼控制器的设计进行的研究方法中有的从系统角度仅考虑幅值和调制比作为输入时的单机无穷大系统模型；有的方法基于测试信号法提出SSR的多模式阻尼控制参数设计；有的方法是从经验的角度设计控制参数；这些方式将考虑SSR主要因素，实际上简化了问题，不一定能找到阻尼控制参数的最优控制量。
技术实现思路
本专利技术提供一种静止同步串联补偿器抑制系统次同步振荡方法及装置，其目的是提高电网运行阻尼性和稳定性，同时，使得静止同步串联补偿器所在区域的电网阻尼特性达到最优，又适用于实际控制器的设计。本专利技术的目的是采用下述技术方案实现的：一种静止同步串联补偿器抑制系统次同步振荡方法，其改进之处在于，包括：根据含SSSC的单机无穷大系统的系统线性化模型，将SSSC输出电压与交流线路电流的夹角和SSSC的调制比作为SSSC影响发电机的参数；根据含SSSC的发电机系统模型将SSSC装置安装点的电压的频率偏差和有功潮流作为影响SSSC的调制比的参数；构建阻尼控制器的传递函数，其中，所述阻尼控制器的输入量包括：所述SSSC装置安装点的电压的频率偏差和有功潮流；优化所述阻尼控制器的传递函数的控制参数。优选的，所述含SSSC的单机无穷大系统的系统线性化模型为：上式中，δ为系统功角，ω为角速度，E′q为交轴暂态电动势，Eqe为强制空载电动势，TJ为惯性时间常数，T′d0为发电机暂态时间常数，TA和KA均为励磁系统参数，δsc为SSSC输出电压和交流线路电流的夹角，m为调制比，k1至k12均为系统线性化模型参数，按下式确定系统线性化模型参数k1至k12：上式中，U为接入系统电压，kT为变压器的变比，xd为发电机d轴电抗，x′d为发电机d轴暂态电抗，Udc为直流电容电压，UG为端口电压，UGd为发电机d轴端口电压，UGq为发电机q轴端口电压，xq为发电机q轴电抗，xqΣ、xdΣ和x′dΣ如下式：优选的，按下式确定含SSSC的发电机系统模型：上式中，Y为输出量，X为状态变量，U为控制量，A1和B1均为发电机修正模型参数矩阵，ΔPe为SSSC装置安装点的线路潮流中的有功功率，Δf为SSSC装置安装点的电压的频率偏差，ΔU为SSSC装置安装点的电压，P0为潮流平均值，f0为频率平均值；求解所述含SSSC的发电机系统模型，获取阻尼的控制量为：上式中，k为控制增益，kmp、kmf、kmu、kfp、kff和kfu为控制量系数。优选的，按下式构建阻尼控制器的传递函数f(s)：上式中，α和β为控制目标权系数，α+β＝1，Ti(i＝1～4)为待定系数，Tf和Tp为隔直时间常数，G1和G2为控制目标增益，s为复变量。优选的，所述优化所述阻尼控制器的传递函数的控制参数，包括：a.确定量子染色体的编码方式，设定所述灾变变速量子遗传算法的初始参数，对不包含有静止同步串联补偿器的电力系统进行阻尼量计算；所述初始参数包括种群规模popsize、最大进化代数genmax、染色体长度lchrom、染色体变异概率Pm和最优解不变时发生灾变的代数pregenM；b.对所述种群中各个量子染色体进行坍缩测量得到染色体二进制串；将所述染色体二进制串解码为两个十进制数，则所述两个十进制数分别为静止同步串联补偿器的安装位置和注入电压幅值；c.依据所述安装位置和注入电压幅值对包含有所述静止同步串联补偿器的电力系统进行阻尼量计算；依据所述步骤a和步骤c中阻尼量计算的结果计算目标函数的函数值；d.比较所述种群中每个个体目标函数的函数值，记录该种群的最优个体；e.对所述种群依次进行量子门更新、量子相干交叉和量子变异，并判断是否对所述种群进行量子灾变；f.判断所述种群的进化代数是否达到最大进化代数：若达到，则步骤d得到的所述安装位置和注入电压幅值为最优的静止同步串联补偿器安装位置和注入电压幅值；若没有达到，则返回步骤b。进一步的，按下式确定所述阻尼控制器的传递函数的控制参数的目标函数：上式中，F为阻尼比，δi为特征根实部，ωi为特征根虚部，n为特征根数目；按下式确定所述阻尼控制器的传递函数的控制参数的约束条件：上式中，G1和G2为增益和时间常数；T1和T3作为待优化变量。一种静止同步串联补偿器抑制系统次同步振荡装置，其改进之处在于，所述装置包括：第一分析模块，用于根据含SSSC的单机无穷大系统的系统线性化模型，将SSSC输出电压与交流线路电流的夹角和SSSC的调制比作为SSSC影响发电机的参数；第二分析模块，用于根据含SSSC的发电机系统模型，将SSSC装置安装点的电压的频率偏差和有功潮流作为影响SSSC的调制比的参数；构建模块，用于构建阻尼控制器的传递函数，其中，所述阻尼控制器的输入量包括：所述SSSC装置安装点的电压的频率偏差和有功潮流；优化模块，用于优化所述阻尼控制器的传递函数的控制参数。优选的，所述含SSSC的单机无穷大系统的系统线性化模型为：上式中，δ为系统功角，ω为角速度，E′q为交轴暂态电动势，Eqe为强制空载电动势，TJ为惯性时间常数，T′d0为发电机暂态时间常数，TA和KA均为励磁系统参数，δsc为SSSC输出电压和交流线路电流的夹角，m为调制比，k1至k12均为系统线性化模型参数，按下式确定系统线性化模型参数k1至k12：上式中，U为接入系统电压，kT为变压器的变比，xd为发电机d轴电抗，x′d为发电机d轴暂态电抗，Udc为直流电容电压，UG为端口电压，UGd为发电机d轴端口电压，UGq为发电机q轴端口电压，xq为发电机q轴电抗，xqΣ、xdΣ和x′dΣ如下式：优选的，按下式确定含SSSC的发电机系统模型：上式中，Y为输出量，X为状态变量，U为控制量，A1和B1均为发电机修正模型参数矩阵，ΔPe为SSSC装置安装点的线路潮流中的有功功率，Δf为SSSC装置安装点的电压的频率偏差，ΔU为SSSC装置安装点的电压，P0为潮流平均值，f0为频率平均值；求解单元，用于求解所述含SSSC的发电机系统模型，获取阻尼的控制量为：上式中，k为控制增益，kmp、kmf、kmu、kfp、kff和kfu为控制量系数。优选的，所述构建模块，包括：按下式构建阻尼控制器的传递函数f(s)：上式中，α和β为控制目标权系数，α+β＝1，Ti(i＝1～4)为待定系数，Tf和Tp为隔直时间常数，G1和G2为控制目标增益，s为复变量。优选的，所述优化模块，包括：a.确定量子染色本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种静止同步串联补偿器抑制系统次同步振荡方法，其特征在于，所述方法包括：根据含SSSC的单机无穷大系统的系统线性化模型，将SSSC输出电压与交流线路电流的夹角和SSSC的调制比作为SSSC影响发电机的参数；根据含SSSC的发电机系统模型，将SSSC装置安装点的电压的频率偏差和有功潮流作为影响SSSC的调制比的参数；构建阻尼控制器的传递函数，其中，所述阻尼控制器的输入量包括：所述SSSC装置安装点的电压的频率偏差和有功潮流；优化所述阻尼控制器的传递函数的控制参数。

【技术特征摘要】
1.一种静止同步串联补偿器抑制系统次同步振荡方法，其特征在于，所述方法包括：根据含SSSC的单机无穷大系统的系统线性化模型，将SSSC输出电压与交流线路电流的夹角和SSSC的调制比作为SSSC影响发电机的参数；根据含SSSC的发电机系统模型，将SSSC装置安装点的电压的频率偏差和有功潮流作为影响SSSC的调制比的参数；构建阻尼控制器的传递函数，其中，所述阻尼控制器的输入量包括：所述SSSC装置安装点的电压的频率偏差和有功潮流；优化所述阻尼控制器的传递函数的控制参数。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述含SSSC的单机无穷大系统的系统线性化模型为：上式中，δ为系统功角，ω为角速度，E′q为交轴暂态电动势，Eqe为强制空载电动势，TJ为惯性时间常数，Td′0为发电机暂态时间常数，TA和KA均为励磁系统参数，δsc为SSSC输出电压和交流线路电流的夹角，m为调制比，k1至k12均为系统线性化模型参数，按下式确定系统线性化模型参数k1至k12：上式中，U为接入系统电压，kT为变压器的变比，xd为发电机d轴电抗，x′d为发电机d轴暂态电抗，Udc为直流电容电压，UG为端口电压，UGd为发电机d轴端口电压，UGq为发电机q轴端口电压，xq为发电机q轴电抗，xqΣ、xdΣ和x′dΣ如下式：3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，按下式确定含SSSC的发电机系统模型：上式中，Y为输出量，X为状态变量，U为控制量，A1和B1均为发电机修正模型参数矩阵，ΔPe为SSSC装置安装点的线路潮流中的有功功率，Δf为SSSC装置安装点的电压的频率偏差，ΔU为SSSC装置安装点的电压，P0为潮流平均值，f0为频率平均值；求解所述含SSSC的发电机系统模型，获取阻尼的控制量为：上式中，k为控制增益，kmp、kmf、kmu、kfp、kff和kfu为控制量系数。4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，按下式构建阻尼控制器的传递函数f(s)：上式中，α和β为控制目标权系数，α+β＝1，T1、T2、T3和T4为待定系数，Tf和Tp为隔直时间常数，G1和G2为控制目标增益，s为复变量。5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述优化所述阻尼控制器的传递函数的控制参数，包括：a.确定量子染色体的编码方式，设定所述灾变变速量子遗传算法的初始参数，对不包含有静止同步串联补偿器的电力系统进行阻尼量计算；所述初始参数包括种群规模popsize、最大进化代数genmax、染色体长度lchrom、染色体变异概率Pm和最优解不变时发生灾变的代数pregenM；b.对所述种群中各个量子染色体进行坍缩测量得到染色体二进制串；将所述染色体二进制串解码为两个十进制数，则所述两个十进制数分别为静止同步串联补偿器的安装位置和注入电压幅值；c.依据所述安装位置和注入电压幅值对包含有所述静止同步串联补偿器的电力系统进行阻尼量计算；依据所述步骤a和步骤c中阻尼量计算的结果计算目标函数的函数值；d.比较所述种群中每个个体目标函数的函数值，记录该种群的最优个体；e.对所述种群依次进行量子门更新、量子相干交叉和量子变异，并判断是否对所述种群进行量子灾变；f.判断所述种群的进化代数是否达到最大进化代数：若达到，则步骤d得到的所述安装位置和注入电压幅值为最优的静止同步串联补偿器安装位置和注入电压幅值；若没有达到，则返回步骤b。6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，按下式确定所述阻尼控制器的传递函数的控制参数的目标函数：上式中，F为阻尼比，δi为特征根实部，ωi为特征根虚部，n为特征根数目；按下式确定所述阻尼控制器的传递函数的控制参数的约束条件：上式中，G1和G2为增益和时间常数；T1和T3作为待优化变量。7.一种静止同步串联补偿器抑制系统次同步振荡...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋洁莹，尉志勇，陆振纲，邓占锋，赵国亮，蔡林海，幺军，魏联滨，李国栋，王旭东，宋方方，
申请(专利权)人：全球能源互联网研究院，国家电网公司，国网天津市电力公司，
类型：发明
国别省市：北京,11