基于量测及智能优化算法的阻尼控制器协调设计

针对PSS与FACTS阻尼控制器的参数协调问题,提出了基于量测及智能优化算法的阻尼控制器协调设计方法。采用基于量测的Prony算法可以准确得到各机电振荡模式的特征值,采用微粒群优化算法可以有效协调优化阻尼控制器参数。仿真分析表明：PSS对提高本地模式及区间模式的阻尼比均有效,FACTS阻尼控制器则对提高区间模式阻尼比则更为有效,采用PSS与FACTS阻尼控制器的协调可以更好地抑制电力系统低频振荡。     

基于NSGA-Ⅱ算法的PSS多目标优化设计

电力系统稳定器(PSS)能够很好地抑制电力系统低频振荡,其参数的整定尤为重要。一般处理方法是将系统状态矩阵特征值实部和阻尼比分别加权转换成单目标问题,进而用优化算法对PSS控制器参数进行优化,而权重的选取对参数影响极大。以特征值实部和阻尼比作为两个目标,用NSGA-Ⅱ多目标进化算法优化处理,最后与传统的遗传算法相比较。仿真结果表明,采用NSGA-Ⅱ算法设计的PSS控制器,可以有效地阻尼电力系统低频振荡。     

PSS和TCSC联合抑制互联电网低频振荡

分析推导了含有PSS和TCSC阻尼控制器且适用于小扰动稳定分析的多机电力系统线性化模型,提出了利用改进遗传算法对电力系统中的PSS和TCSC阻尼控制器进行鲁棒分散协调控制,以所有弱阻尼运行方式下的系统机电振荡模式特征值阻尼比之和为目标函数,对阻尼控制器进行了参数优化。仿真结果表明,通过协调控制系统中分散的阻尼控制器,不仅显著提高了系统的阻尼比,而且对严重故障下产生的持续振荡具有很好的抑制作用。     

PSS和TCSC联合抑制互联电网低频振荡

分析推导了含有PSS和TCSC阻尼控制器且适用于小扰动稳定分析的多机电力系统线性化模型,提出了利用改进遗传算法对电力系统中的PSS和TCSC阻尼控制器进行鲁棒分散协调控制,以所有弱阻尼运行方式下的系统机电振荡模式特征值阻尼比之和为目标函数,对阻尼控制器进行了参数优化.仿真结果表明,通过协调控制系统中分散的阻尼控制器,不仅显著 提高了系统的阻尼比,而且对严重故障下产生的持续振荡具有很好的抑制作用.     

抑制频率振荡的电力系统稳定器参数优化

超低频频率振荡是有功频率控制过程的小扰动稳定问题。由于负荷电压调节效应使得无功电压控制和有功频率控制产生耦合,传统用于抑制低频振荡的电力系统稳定器(PSS)可用于抑制频率振荡。提出了在多机系统中选择抑制频率振荡的PSS的方法,该方法综合了PSS对低频振荡和频率振荡的影响大小。构建了抑制频率振荡的PSS参数优化模型,该模型仍然以低频振荡模式阻尼比作为优化目标,但加入频率振荡对应频段发电机励磁系统相位要求作为约束,保证机组励磁系统为频率振荡提供足够的正阻尼。采用粒子群优化算法对模型进行求解得到PSS最优参数。仿真结果验证了所提方法的有效性。     

南方电网低频振荡问题及PSS参数分析

摘要：采用SSAP电力系统小干扰稳定分析软件,对南方电网2010年典型运行方式下的区间低频振荡模式进行了详细的分析。通过在适当机组加装PSS,并根据灵敏度提供的信息对PSS参数进行优化调整后,系统稳定性得以显著提高。     

多机系统PSS选址方法分析与对比

电力系统低频振荡是影响互联大电网运行的重要问题,电力系统稳定器(PSS)被广泛应用于抑制负阻尼引发的低频振荡,但是多机电力系统中如何布点PSS,从而更有效地抑制低频振荡是一个尚未解决的问题。文章详述了两种PSS选址方法,即参与因子法和特征值灵敏度法,利用特征值分析求出系统的状态矩阵,并在此基础上得到参与因子以及状态矩阵对任意参数的偏导数。通过对这两种方法原理的分析对比,指出了它们各自的优缺点及适用范围。最后利用典型两区域四机算例,分别求取所关心低频振荡模式的参与因子及灵敏度,验证了两种方法对于特定的低频振荡模式主导机判断的准确度,并对产生所得结果的原因进行了讨论分析。     

BFO-PSO混合算法的PSS参数优化设计

针对传统PSS参数设计问题,文中基于细菌觅食-微粒群混合优化算法,提出一种协调优化PSS参数的新方法。为了提高电力系统机电振荡模式的阻尼和增加系统的鲁棒性,将阻尼控制器参数设计问题归结为带有不等式约束的目标优化问题,并在目标函数中考虑了多种运行方式,采用细菌觅食-微粒群混合优化算法求解优化问题设计PSS参数。最后通过算例验证了该方法的合理性,是一种对多种运行方式具有良好鲁棒性的阻尼控制器参数优化方法,有效地抑制了低频振荡。     

自适应混沌粒子群算法在PSS设计中的应用

该文采用一种改进的粒子群算法PSO———自适应混沌粒子群算法ACPSO,对多机电力系统稳定器参数进行优化设计,以抑制系统低频振荡。该算法通过混沌初始化粒子群,在迭代计算过程中根据粒子的适应值自适应地调整算法惯性系数,从而可以获得更好的全局搜索能力和收敛速度。选取系统机电振荡模式最小阻尼比最大化为目标函数,将PSS参数优化转换为带不等式约束的非线性优化问题。以3机9节点系统为例,特征值和非线性仿真结果表明,运用该方法设计的PSS能够有效地抑制外界扰动引起的低频振荡。     

机侧与网侧多通道附加阻尼控制器参数协调综合抑制低频振荡和次同步振荡

由于低频振荡与次同步振荡存在阻尼耦合,针对一种特定振荡模式设计控制器,会对其他频段的振荡模式造成不利的影响。综合考虑低频振荡与次同步振荡这2种模式,基于模式分离方法设计机侧与网侧附加阻尼控制器,将阻尼耦合问题转化为控制器之间的参数协调优化问题。使各控制器之间以及对应同一振荡模式的各通道之间的参数协调配合,以综合抑制低频振荡与次同步振荡,最大限度地降低模式之间的阻尼耦合;在协调优化过程中,对次同步振荡模式的阻尼比阈值进行动态设定,即次同步振荡模式的频率越大,其所需阻尼比的阈值越小。特征值分析与时域仿真结果均表明,所提协调控制策略能显著地改善系统各频段的阻尼特性;相比于传统的阻尼控制策略,所提协调控制策略具有更好的阻尼效果。     

PSS与VSC-HVDC附加阻尼控制器参数协调优化设计

将含参数约束的线性优化方法应用于交\直流混合系统的电力系统稳定器和基于电压源型换流器的高压直流输电系统附加阻尼控制器的参数协调优化中。该算法考虑了不同阻尼控制方式间的相互影响和作用,在迭代过程中通过修正优化可行域区间,使系统低频振荡模式对应的特征根最终移动到复平面上期望区域内。系统的特征值分析和时域仿真结果验证了上述方法的有效性和实用性。     

提高电力系统稳定器增益的相位幅值协调优化方法

特高压互联电网的建设造成了系统低频振荡和阻尼的降低,增加了电网动态失稳的风险。电力系统稳定器(PSS)可以有效地提高系统的阻尼。由于常规的参数设置方法可能造成PSS运行增益偏小的问题,文中提出了一种新的参数设置思路和方法。通过相位和幅值协调优化,提升PSS增益的稳定裕度,从而大幅提高PSS正常运行时的交流增益,明显地增强PSS的阻尼效果。仿真及实际现场PSS投运试验验证了新的参数设置办法在基本不影响角度补偿的情况下,大幅提高PSS运行增益,提升抑制低频振荡的能力,提高小干扰稳定性和电网故障后的恢复能力。     

STATCOM阻尼控制器及发电机PSS参数协调设计

研究一种考虑STATCOM有功损耗的潮流算法,推导出协调设计STATCOM阻尼控制器及PSS参数的数学模型,提出采用修正单纯形—模拟退火(SSA)算法协调设计STATCOM阻尼控制器及PSS参数。该方法能够将系统有代表性运行方式下的机电模式及非机电模式特征值移动到复平面上指定的区域内。采用该方法在新英格兰典型10机系统上进行的算例研究验证了它的有效性及其潜在应用价值。     

PSS4B型电力系统稳定器参数整定

PSS4B是一种新型的多频段电力系统稳定器,因能同时抑制多个振荡模式且设置更加灵活而具有广泛的应用前景,但PSS4B参数整定相对复杂,目前相关的研究还比较少。按实际应用要求,在系统多运行方式下,用相位补偿法整定超前滞后环节的时间常数,用根轨迹法确定增益;在概率特征根分析的基础上,部分计及PSS相互间的影响,使用概率灵敏度分析法进行分析。由此进行的PSS4B参数整定,将使PSS4B在多运行方式下充分发挥优势。在一8机24节点系统上进行分析,结果表明安装的6台PSS4B均能提供对关注的振荡模式的有效阻尼,具有较强的适应性和通用性。     

基于混合粒子群优化算法的PSS参数优化

将一种新的进化算法—粒子群优化算法(PSO)应用到电力系统稳定器(PSS)参数优化当中,文中使用引入交叉操作的混合粒子群优化算法(HPSO),可以获得更好的全局搜索能力和收敛速度。先以低频振荡范围内(0.1~2Hz)PSS产生的附加阻尼转矩ΔTe与Δω尽可能同相位为目标优化PSS超前-滞后环节参数;再以小扰动时发电机功率和角速度振荡最小为目标整定PSS放大倍数。优化结果表明,HPSO算法可以有效地解决PSS参数优化问题。     

基于PSD程序的PSS参数优化设计、现场整定试验及仿真校核计算

电力系统稳定器(PSS)的参数整定正确与否关系到对低频振荡的抑制效果.提出了一整套关于发电机励磁系统PSS的参数优化设计、现场整定试验和仿真校核计算的方法.该方法基于电力系统分析软件PSD的BPA潮流和暂态稳定及SSAP小干扰稳定程序.采用实际电网和各设备详细模型,特别是准确的励磁系统模型,通过频域和时域分析法,并结合低频带相位补偿法设计并优化配置PSS参数;再通过PSS现场整定试验,即无补偿、有补偿频率响应特性及抗扰动试验再次优化并确定参数;最后采用典型方式下的潮流稳定数据进行建模和仿真校核计算.以600 MW机组为例,证明该方法对系统振荡模式分析和PSS设计的准确性和有效性.     

Assessment of dynamic stability of large-scale power system by Rayleigh's quotient

A method of assessing dynamic stability of large-scale power system by Rayleigh's quotient is proposed. One-machine infinite-bus systems show damping torque characteristics similar to diagonal components of operational transfer matrices for original multimachine systems, which means that design of PSS with one-machine systems controls those components. An expression for damping constants of oscillation modes is derived based on an energy function and its time derivative for a simplified system representation. This expression demonstrates that oscillations do not necessarily become unstable even if there are some generators with negative damping; and the effect of damping torque is determined by eigenvectors. The expression is generalized with Rayleigh's quotient, and a method of estimating eigenvalues of large-scale power systems is proposed. With this method, approximate eigenvalues are refined to accurate eigenvalues. Only a specified number of eigenvalue analyses are required irrespective of the number of generators, hence much calculation is saved. Finally, this method is applied to a 107-machine system to verify its effectiveness.     

广域电力系统稳定器参数的两阶段协调优化方法

广域电力系统稳定器(Wide Area Power System Stabilizer,WAPSS)对电力系统的区间低频振荡能够起到良好的阻尼作用。同时,WAPSS参数的协调优化设计能够避免因增大某一振荡模式的阻尼而造成其他模式阻尼恶化的问题,提出一种两阶段设计的WAPSS参数协调优化方法。第一阶段基于留数相位补偿原理设计WAPSS超前滞后环节的参数。第二阶段,将整定后的超前滞后环节参数代入WAPSS传递函数以减少决策变量,再以提高低频振荡模式和近虚轴模式的阻尼为多优化目标,利用基于精英替换策略的改进教与学算法(Teaching-Learning-Based Optimization,TLBO)对WAPSS的增益参数进行优化。通过将超前滞后环节参数和增益参数两阶段协调优化,不仅减少了每次迭代计算时间,而且达到了提高电力系统阻尼的目的。最后通过两区四机的仿真算例验证了该方法的有效性。     

标准测试系统中PSS参数协同优化与配置研究

选取IEEE-57节点测试系统进行振荡模式、阻尼特性和电力系统稳定器(power system stabilizer,PSS)投退分析,校核系统PSS配置的合理性及抑制低频振荡的效果。基于自适应加速粒子群算法分3步对测试系统进行PSS参数协同优化和配置,第一步对15号机PSS参数进行单机优化,对比系统阻尼;第二步对18号机进行PSS配置及其参数优化,提高测试系统阻尼;第三步对15、18号两机进行PSS参数协同优化,获得更高阻尼特性的参数。利用小干扰稳定时域仿真和普罗尼算法(Prony分析),验证得协同优化的PSS参数阻尼效果更好,系统动态安全稳定水平更高且PSS协同优化及配置方法有效可行。