电压调节器参数对调相机性能影响分析及参数优化的方法技术

本发明专利技术公开了电压调节器参数对调相机性能影响分析及参数优化的方法，包括如下步骤：基于PSVR的基本控制框图及其数学模型，分析影响PSVR性能的关键参数，研究PSVR控制参数变化对调相机在直流逆变站的动态无功支撑能力的影响，采用遗传算法进行PSVR优化参数的整定。提供了一种电压调节器参数对调相机性能影响分析及参数优化的方法。有效地实现了PSVR的参数整定，经参数优化后的PSVR能够提升调相机对系统电压的支撑能力，维持了系统电压的稳定运行。

【技术实现步骤摘要】
电压调节器参数对调相机性能影响分析及参数优化的方法
本专利技术涉及的是调相机励磁系统领域，具体涉及到一种电压调节器参数对调相机性能影响分析及参数优化的方法。
技术介绍
调相机作为同步旋转设备，能够快速输出无功功率，适应于我国高压直流输电系统动态无功需求大的特点。调相机的励磁控制系统配备励磁电压调节器AVR来维持调相机机端电压恒定，而调相机应用于直流换流站交流线路的主要目的是维持系统交流电压稳定。因此，在调相机励磁控制系统中加入PSVR，以提高调相机对系统电压的支撑能力，其中PSVR为电力系统电压调节器。目前对PSVR的研究集中在发电机励磁控制中添加PSVR。对于将PSVR应用于调相机的研究较少。采用PSVR控制可以更充分发挥调相机的无功能力，对系统电压提供更大的支撑能力。PSVR的控制参数对调相机的无功支撑能力有明显的影响，因此有必要对PSVR控制参数优化问题进行研究。现有PSVR控制参数优化多采用工程经验和时域响应校验相结合的方法，该方法是“先整定，后校验”的分析型方法，缺少理论支撑且准确性仍有不足。现有技术中的文献，例如:由陈新琪,陈皓,竺士章撰写的《电力系统电压调节器参数整定》[J].中国电力,2004(07):16-19；从工程角度出发，提出了PSVR的参数整定方法。在电力系统中，智能优化算法已被应用于直流系统控制器、阻尼控制器等参数优化问题，如遗传算法、神经网络算法，粒子群算法等。
技术实现思路
本专利技术克服了现有技术的不足，提供了一种电压调节器参数对调相机性能影响分析及参数优化的方法。有效地实现了PSVR的参数整定，经参数优化后的PSVR能够提升调相机对系统电压的支撑能力，维持了系统电压的稳定运行。为达到上述目的，本专利技术采用的技术方案为：电压调节器参数对调相机性能影响分析及参数优化的方法，包括如下步骤：步骤1，分析PSVR参数变化对调相机无功支撑能力的影响；步骤2，进行基于遗传算法的PSVR参数优化。本专利技术一个优选的实施方案中，步骤1包括：步骤1.1，建立PSVR控制系统及附加PSVR控制的调相机应用系统模型；步骤1.2，基于PSVR模型和系统模型，进行PSVR参数影响分析。本专利技术一个优选的实施方案中，步骤1.2中，逐一分析PSVR控制系统中关键参数变化时，调相机励磁电压、机端电压和系统电压的变化情况，从而分析PSVR参数变化对调相机无功支撑能力的影响。本专利技术一个优选的实施方案中，步骤2包括，步骤2.1，建立PSVR参数优化模型的性能指标；步骤2.2，基于遗传算法流程确定PSVR的参数。本专利技术一个优选的实施方案中，步骤2.1中，选用时间绝对误差乘积指标ITAE作为PSVR参数优化的性能指标，以调相机升压变高压侧电压Vh作为性能指标变量，将ITAE性能指标分为故障期间和故障恢复期间两部分的组合。本专利技术一个优选的实施方案中，以有限时间t0时刻到t2时刻，对性能指标的定义进行分析；Vh为系统电压实时测量值，rh为系统电压参考值；在t0时刻系统发生短路故障，在t1时刻前接近稳态值，t0到t1这段时间内性能指标为，本专利技术一个优选的实施方案中，故障恢复期间，t1到t2这段时间内性能指标为，则性能指标在t0到t2的形式可表示为，本专利技术一个优选的实施方案中，步骤2.2中，采用遗传算法进行PSVR控制参数的优化；基于遗传算法的参数优化方法如下：步骤2.2.1，建立附加PSVR调相机应用系统模型，设置参数优化的仿真工况；步骤2.2.2，调用遗传算法程序，生成初始种群：步骤2.2.3，交换基因，产生新种群；步骤2.2.4，通过PSCAD时域仿真计算性能指标，优选种群；步骤2.2.5，若满足终止条件则生成优化数据，否则变异更新种群，重复优选过程。本专利技术一个优选的实施方案中，步骤2.2.2中，把PSVR控制参数进行编号，一个参数代表一个基因，一组基因表示一个个体，随机产生N个个体构成一个种群，作为初始点开始迭代。本专利技术解决了技术背景中存在的缺陷，本专利技术有益的技术效果是：一种PSVR参数对调相机性能影响分析及其参数优化的方法，简单易于实现，适用于调相机励磁附加PSVR控制参数优化；相对于基于工程经验的PSVR参数整定方法，基于遗传算法的参数优化策略能够有效确定PSVR的优化参数；经参数优化后的PSVR能够提升调相机对系统电压的支撑能力，维持了系统电压的稳定运行，从而避免引发其他系统稳定性问题。有效地实现了PSVR的优异的参数整定，为PSVR的参数整定提供了一种有效的新方法。PSVR控制中电压增益系数、AVR增益降低系数以及相位补偿环节的时间常数变化，将会对调相机的无功支撑能力产生影响。调整参数优化性能指标中的权重，能够实现调相机在故障期间和故障恢复期间性能优化效果的侧重。工程应用中可以根据控制目标对本文的参数优化策略进行灵活应用。附图说明下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明。图1为本专利技术的优选实施例中PSVR控制系统框图图2为本专利技术的优选实施例中逆变侧故障下调相机主要电气量的响应曲线(Kh变化)；图3为本专利技术的优选实施例中逆变侧故障下调相机主要电气量的响应曲线(Kb变化)；图4为本专利技术的优选实施例中逆变侧故障下调相机主要电气量的响应曲线(T1变化)；图5为本专利技术的优选实施例中逆变侧故障下调相机主要电气量的响应曲线(T2、T3变化)；图6为本专利技术的优选实施例中遗传算法流程图；图7为本专利技术的优选实施例中单相接地故障调相机主要电气量响应曲线中的系统电压图；图8为本专利技术的优选实施例中单相接地故障调相机主要电气量响应曲线中的机端电压图；图9为本专利技术的优选实施例中单相接地故障调相机主要电气量响应曲线中的调相机无功输出图；图10为本专利技术的优选实施例中ρ＝0.5和ρ＝0.9两种性能指标下PSVR参数优化效果对比。图11为本专利技术的优选实施例中参数优化流程图；具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本专利技术，但不以任何形式限制本专利技术。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本专利技术的保护范围。本专利技术提出了一种PSVR参数对调相机性能影响分析及其参数优化的方法。以调相机应用于高压直流输电系统为实施例。仿真系统HVDC送端交流系统的额定电压为330kV，受端交流系统的额定电压为500kV。换流站均采用12脉波的整流桥即双桥串联结构，直流双极运行额定容量为4000MW，直流额定电压为660kV。调相机额定容量为300Mvar。本专利技术采用的具体实施方式是：一种PSVR参数对调相机性能影响分析及其参数优化的方法，包括如下步骤：步骤1，分析PSVR参数变化对调相机无功支撑能力的影响；步骤2，进行基于遗传算法的PSVR参本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.电压调节器参数对调相机性能影响分析及参数优化的方法，其特征在于包括如下步骤：/n步骤1，分析PSVR参数变化对调相机无功支撑能力的影响；/n步骤2，进行基于遗传算法的PSVR参数优化。/n

【技术特征摘要】
1.电压调节器参数对调相机性能影响分析及参数优化的方法，其特征在于包括如下步骤：
步骤1，分析PSVR参数变化对调相机无功支撑能力的影响；
步骤2，进行基于遗传算法的PSVR参数优化。


2.根据权利要求1所述的电压调节器参数对调相机性能影响分析及参数优化的方法，其特征在于，步骤1包括：
步骤1.1，建立PSVR控制系统及附加PSVR控制的调相机应用系统模型；
步骤1.2，基于PSVR模型和系统模型，进行PSVR参数影响分析。


3.根据权利要求2所述的电压调节器参数对调相机性能影响分析及参数优化的方法，其特征在于：
步骤1.2中，逐一分析PSVR控制系统中:控制参数变化时，调相机励磁电压、机端电压和系统电压的变化情况，从而分析PSVR参数变化对调相机无功支撑能力的影响。


4.根据权利要求1所述的电压调节器参数对调相机性能影响分析及参数优化的方法，其特征在于，步骤2包括：
步骤2.1，建立PSVR参数优化模型的性能指标；
步骤2.2，基于遗传算法流程确定PSVR的参数。


5.根据权利要求4所述的电压调节器参数对调相机性能影响分析及参数优化的方法，其特征在于：步骤2.1中，选用时间绝对误差乘积指标ITAE作为PSVR参数优化的性能指标，以调相机升压变高压侧电压Vh作为性能指标变量，将ITAE性能指标分为故障期间和故障恢复期间两部分的组合。

【专利技术属性】
技术研发人员：吴跨宇，朱宏超，熊鸿韬，刘丽丽，张建承，林进钿，楼伯良，沈轶君，袁亚洲，徐春建，杨玲，
申请(专利权)人：国网浙江省电力有限公司电力科学研究院，国电南瑞科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33