一种抑制电力系统低频振荡的方法技术方案

本发明专利技术涉及抑制电力系统低频振荡的方法，该方法包括首先，利用量测环节对系统进行信号采集，对所获得的信号源进行隔直环节的处理；之后利用带通滤波环节对信号源进行滤波处理，得到各个振荡模态下的低频振荡转速及其变化率信号；然后，通过Sugeon型模糊推理系统生成附加的阻尼控制信号，将所得的控制信号进行放大、叠加、限幅之后，再将控制量引入基于DQ解耦矢量控制的UPFC电流控制内环中；最后，利用UPFC装置向系统注入对应频率的低频电流，从而达到抑制电力系统低频振荡的目的。

A method of restraining low frequency oscillation of power system

The present invention relates to the method of restraining low frequency oscillation of power system. The method includes first, using measurement link to signal the system, and processing the obtained signal source, then filter the signal source by bandpass filter, and get the low frequency oscillation speed of each oscillation mode and the low frequency oscillation speed of each oscillation mode. And then, the additional damping control signals are generated by the Sugeon fuzzy inference system, and then the control signals are amplified, superimposed and limited, and then the control amount is introduced into the UPFC current control inner loop based on the DQ decoupling vector control. Finally, the UPFC device is used to inject the corresponding low frequency to the system. Frequency current, so as to suppress the low frequency oscillation of power system.

【技术实现步骤摘要】
一种抑制电力系统低频振荡的方法
本专利技术涉及电力系统稳定与控制技术，尤其涉及一种抑制电力系统低频振荡的方法。
技术介绍
共振机理低频振荡是由于外界周期性的功率扰动源的频率与系统固有的低频振荡频率接近而引发的。近年来由于电力系统容量和并网规模的扩大，系统中功率扰动源增多，共振机理低频振荡时有发生，对电力系统安全稳定运行造成严重危害。灵活交流输电力系统(FACTS)的出现为抑制共振机理低频振荡提供了新的有效手段，统一潮流控制器作(UPFC)为目前功能最全面的FACTS装置，同时兼备线路潮流控制、电压稳定、无功调节等多种功能。已有研究表明通过在统一潮流控制器中增加附加阻尼控制回路能够提高系统的暂态稳定性，阻尼系统振荡。但是传统的统一潮流控制器附加阻尼控制对共振机理低频振荡的阻尼效果不佳，原因是共振机理低频振荡的扰动源持续地向系统中注入功率扰动，需要较高阻尼水平才能将其将抑制，而传统的方法达不到相应的阻尼水平。
技术实现思路
本专利技术目的在于克服现有工程项目在执行过程中遇到问题时，本专利技术的提供了一种抑制电力系统低频振荡的方法，具体由以下技术方案实现：所述抑制电力系统低频振荡的方法，包括如下步骤：步骤1)对系统低频振荡信号源进行采集，对所述信号源进行隔直环节的处理，并采用带通滤波器对所述信号源进行滤波处理，得到各个模态下的低频振荡偏差信号Δωi，其中i为对应附加阻尼控制器的第i个通道；步骤2)对各个振荡模态下的低频振荡偏差信号Δωi进行预处理，获得转速偏差信号的变化率步骤3)将Δωi、作为输入信号，通过Sugeon模糊推理系统对所述输入信号进行推理计算，生成对应振荡模态下的UPFC附加阻尼控制信号；步骤4)对所述UPFC附加阻尼控制信号进行放大、限幅操作之后，生成UPFC内环电流控制的控制量；步骤5)将所述控制量引入基于有功无功解耦矢量控制的UPFC电流内环控制中，输出UPFC换流器的参考值；步骤6)根据所述参考值，获取换流器触发信号，使得UPFC向系统输出对应频率的低频电流，以此抑制系统低频振荡。所述抑制电力系统低频振荡的方法的进一步设计在于，所述步骤3)中，Sugeon模糊推理系统，通过遗传算法进行参数优化的方法，步骤如下：3-1)根据系统的实际情况选择合理的Sugeno型模糊推理系统结构，所述系统的实际情况包括输入/输出变量的个数、模糊变量划分、规则数；3-2)通过测试信号法获得附加控制信号ΔUS与发电机附加电磁转矩ΔTe间的相位滞后特性；3-3)根据所述相位滞后特性，构造模糊推理系统的训练样本；3-4)对优化参数进行遗传编码；3-5)确定遗传个体的编码长度；3-6)确定适应度函数Fu，如式(2)：其中，yu(v)为第u个个体所对应的模糊系统在输入第v个样本时的系统实际输出值；Y(u)为对应第v个样本的期望输出值，num表示个体数量，得到每个个体的适应度函数的值；3-7)通过遗传算法优化目标，使适应度函数Fu得到最大适应度，得到模糊系统对应的参数值，形成Sugeon模糊推理系统，利用该推理系统生成对应振荡模态下的UPFC附加阻尼控制信号。所述抑制电力系统低频振荡的方法的进一步设计在于，所述步骤3-4)中优化的参数分类包括：系统参数cjk，σjk，其中，j表示输入变量，k表示输入变量的模糊区间，设输入变量为N个，每个输入变量的模糊区间为M个，且均采用高斯隶属函数μXjk(xj)：根据系统输入变量的分量xj要求的精度和值域决定参数cjk，σjk二进制编码的长度lj，lj应该满足其中，pi表示xi要求的小数点后的位数分别表示系统输入变量的最大、最小值；结构参数W，表示模糊区间和规则的关联情况，W＝1表示有关联，W＝0表示无关联；系数与常数项Bk，k表示规则的条数，Bk需要根据系统的输出y要求的精度和值域决定二进制编码的长度，即其编码长度l应满足下式：2l-1＜(ymax-ymin)×10P≤2l-1，其中，p表示y所要求的小数点后的位数，ymax、ymin分别表示系统输出变量的最大、最小值。所述抑制电力系统低频振荡的方法的进一步设计在于，根据式(1)确定遗传个体的编码长度lc：式中N、M、l分别表示输入变量个数、每个输入变量的模糊区间以及常数项，Bk的二进制编码长度。所述抑制电力系统低频振荡的方法的进一步设计在于，结构参数W按行拉长，采用N×MN位二进制位串表示。本专利技术的优点如下：1)所设计的UPFC附加低频阻尼控制器采用了模态分离控制的结构，能同时对多模态的低频振荡产生抑制作用。2)仅仅是在UPFC控制环节中附加一个低频阻尼控制的环节，控制简易，但可取得显著效果，对系统低频振荡具有明显抑制效果。3)基于遗传算法的模糊系统减少了对系统数学模型以及专家经验的依赖。附图说明图1为UPFC的基本结构图。图2为抑制电力系统低频振荡的方法的原理图。图3为遗传算法优化模糊系统参数流程图。图4为训练参数编码方案图。具体实施方式以下结合附图对本专利技术技术方案进一步说明。如图2，本实施例的抑制电力系统低频振荡的方法，包括如下步骤：步骤1)对系统低频振荡信号源进行采集，对所述信号源进行隔直环节的处理，并采用带通滤波器对所述信号源进行滤波处理，得到各个模态下的低频振荡偏差信号Δωi，其中i为对应附加阻尼控制器的第i个通道。步骤2)对各个振荡模态下的低频振荡偏差信号Δωi进行预处理，获得转速偏差信号的变化率本实施例的预处理检测到低频振荡偏差信号以及该信号的变化率信号。步骤3)将Δωi、作为输入信号，通过Sugeon模糊推理系统对所述输入信号进行推理计算，生成对应振荡模态下的UPFC附加阻尼控制信号。步骤4)对所述UPFC附加阻尼控制信号进行放大、限幅操作之后，生成UPFC内环电流控制的控制量。步骤5)将所述控制量引入基于有功无功解耦矢量控制的UPFC电流内环控制中，输出UPFC换流器的参考值。步骤6)根据所述参考值，获取换流器触发信号，使得UPFC向系统输出对应频率的低频电流，以此抑制系统低频振荡。步骤3)中，Sugeon模糊推理系统，通过遗传算法进行参数优化的方法，参见图3，步骤如下：3-1)根据系统的实际情况选择合理的Sugeno型模糊推理系统结构，系统的实际情况包括输入/输出变量的个数、模糊变量划分、规则数。3-2)通过测试信号法获得附加控制信号ΔUS与发电机附加电磁转矩ΔTe间的相位滞后特性；3-3)根据所述相位滞后特性，构造模糊推理系统的训练样本。3-4)对优化参数进行遗传编码。3-5)确定遗传个体的编码长度。3-6)确定适应度函数Fu，如式(2)。其中，yu(v)为第u个个体所对应的模糊系统在输入第v个样本时的系统实际输出值；Y(u)为对应第v个样本的期望输出值，这样得到每个个体的适应度函数的值，num表示样本数目。3-7)通过遗传算法优化目标，使适应度函数Fu得到最大适应度，得到模糊推理系统对应的参数值，利用该推理系统生成对应振荡模态下的UPFC附加阻尼控制信号。。如图4，步骤3-4)中优化的参数分类包括：系统参数cjk、σjk，结构参数W以及系数pjm与常数项Bm。具体如下：系统参数cjk，σjk，其中，j表示输入变量，k表示输入变量的模糊区间，设输入变量为N个，每个输入变量的模糊区间为M个，且均采用高斯隶属函数c本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种抑制电力系统低频振荡的方法，其特征在于包括如下步骤：步骤1)对系统低频振荡信号源进行采集，对所述信号源进行隔直环节的处理，并采用带通滤波器对所述信号源进行滤波处理，得到各个模态下的低频振荡偏差信号Δωi，其中i为对应附加阻尼控制器的第i个通道；步骤2)对各个振荡模态下的低频振荡偏差信号Δωi进行预处理，获得转速偏差信号的

【技术特征摘要】
1.一种抑制电力系统低频振荡的方法，其特征在于包括如下步骤：步骤1)对系统低频振荡信号源进行采集，对所述信号源进行隔直环节的处理，并采用带通滤波器对所述信号源进行滤波处理，得到各个模态下的低频振荡偏差信号Δωi，其中i为对应附加阻尼控制器的第i个通道；步骤2)对各个振荡模态下的低频振荡偏差信号Δωi进行预处理，获得转速偏差信号的变化率步骤3)将Δωi、作为输入信号，通过Sugeon模糊推理系统对所述输入信号进行推理计算，生成对应振荡模态下的UPFC附加阻尼控制信号；步骤4)对所述UPFC附加阻尼控制信号进行放大、限幅操作之后，生成UPFC内环电流控制的控制量；步骤5)将所述控制量引入基于有功无功解耦矢量控制的UPFC电流内环控制中，输出UPFC换流器的参考值；步骤6)根据所述参考值，获取换流器触发信号，使得UPFC向系统输出对应频率的低频电流，以此抑制系统低频振荡。2.根据权利要求1所述的抑制电力系统低频振荡的方法，其特征在于所述步骤3)中，Sugeon模糊推理系统，通过遗传算法进行参数优化的方法，步骤如下：3-1)根据系统的实际情况选择合理的Sugeno型模糊推理系统结构，所述系统的实际情况包括输入/输出变量的个数、模糊变量划分、规则数；3-2)通过测试信号法获得附加控制信号ΔUS与发电机附加电磁转矩ΔTe间的相位滞后特性；3-3)根据所述相位滞后特性，构造模糊推理系统的训练样本；3-4)对优化参数进行遗传编码；3-5)确定遗传个体的编码长度；3-6)确定适应度函数Fu，如式(2)：其中，yu(v)为第u个个体所对应的模糊系统在输入第v个样...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡晖，吴熙，祁万春，谢珍建，黄俊辉，孙文涛，王荃荃，张文嘉，
申请(专利权)人：国网江苏省电力有限公司经济技术研究院，国网江苏省电力有限公司，国家电网公司，东南大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32