多机系统中飞轮储能系统稳定器与PSS的协调优化

为消除飞轮储能系统（flywheel energy storage system,FESS）稳定器与电力系统稳定器（powersystemstabilizer,PSS）间可能存在的相互负影响,提出将加入混沌算法和模拟退火思想的改进粒子群优化算法（improvedparticleswarmoptimization,IPSO）用于协调优化FESS稳定器与PSS参数。该算法通过混沌初始化和迭代中加入模拟退火思想来提高算法的效率和全局搜索能力。将多种运行方式下的所有特征值作为考察对象,在目标函数中同时考虑机电振荡模式和非机电振荡模式的性能,并通过IPSO算法协调优化各稳定器参数。在新英格兰10机系统算例中,应用IPSO算法协调优化的稳定器在不同运行方式下都能有效抑制系统振荡,表明了该方法的有效性和鲁棒性。在4机系统算例中,通过与逐个设计稳定器方法的比较可知,经IPSO协调优化的稳定器具有更好的阻尼效果,从而验证了该方法的优越性。     

基于改进模拟植物生长算法的PSS与直流调制的协调优化

为改善交直流系统的小干扰稳定性,研究了直流调制功能中的附加阻尼控制器和电力系统稳定器（PSS）之间的协调优化策略,并进一步改进了模拟植物生长优化算法（PGSA）用于求解优化策略。通过改进搜索步长和迭代中加入云模型理论寻找新生长点来提高算法的搜索效率和收敛速度。采用修改的4机2区域系统作为算例进行仿真,以多个运行方式下系统机电振荡模式最小阻尼比最大为目标,特征根分析和时域仿真结果证明改进PGSA能有效阻尼低频振荡并增强系统的小干扰稳定性。     

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。     

基于混沌变异粒子群算法的PSS与SVC阻尼控制器协调优化设计

同步发电机的电力系统稳定器(PSS)与静止无功补偿器(SVC)中附加阻尼控制器相结合可以有效抑制系统低频振荡,从而提高电网的动态稳定性。为使阻尼控制器参数相互匹配,本文提出一种基于混沌变异粒子群优化(CMPSO)算法的PSS与SVC阻尼控制器的参数协调计算方法。该方法以传统粒子群优化(PSO)算法为基础,为避免种群陷入局部最优,算法迭代后期对粒子进行混沌变异操作,从而提高算法的全局搜索能力。综合考虑系统的超调量和响应速率,以阻尼比最大和特征根实部最小为目标函数,将多机电力系统中阻尼控制器参数设计问题转换为带有不等式约束的目标优化问题。在四机两区域系统上的仿真算例表明,CMPSO算法与传统PSO相比具有更好的全局寻优能力。PSS与SVC阻尼控制器的协调优化设计能够在不同的干扰下有效抑制低频振荡,增强电力系统的暂态稳定性,减少故障后的电压波动。     

基于萤火虫算法的TCIPC功率振荡阻尼控制器的设计

在研究可控相间功率控制器(TCIPC)基本原理的基础上,分析了电感、电容支路对带TCIPC联络线传输功率的调节作用及TCIPC阻尼系统功率振荡的机理,设计了一种TCIPC功率振荡阻尼控制器,提出了一种混合的萤火虫算法和模式搜索技术(h-FAPS),该技术综合萤火虫算法的全局搜索能力和模式搜索算法的局部搜索能力,实现了控制器的参数优化。为了解决使用远距离信号可能会影响控制器可靠性的缺点,采用由本地可测量的有功功率信号改进的远程速度偏差信号作为控制器的输入信号。搭建带TCIPC的单机无穷大系统简化模型进行仿真,仿真结果验证了控制器的有效性,该控制器在系统受到干扰后具有良好的阻尼性能,可以起到提高系统稳定性的作用。     

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。     

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.     

考虑机网协调的阻尼优化控制系统研究

随着电力系统规模的不断扩大,小干扰稳定已经成为影响电力系统安全稳定的重要因素之一。为了有效地阻尼电力系统的小扰动振荡,提出了基于机网协调优化的阻尼控制方法。借鉴混成控制系统的思想与理念,考虑自动发电控制和自动电压控制系统之间的协调,建立了分层控制的阻尼协调优化控制系统。该系统将电力系统的阻尼强弱作为事件形成的指标,并以事件驱动作为系统调节的触发机制。该阻尼协调优化控制系统不仅能消除系统的弱阻尼模式,而且有效解决了传统自动发电控制和自动电压控制系统之间相互作用而导致的负面影响,实现了2套自动控制系统的控制指令的优化协调。在IEEE 5机14节点系统上进行多种运行方式下的仿真研究,仿真结果验证了所提方法的正确性和有效性。     

基于部分左特征结构配置的电力系统优化阻尼控制

基于线性系统部分特征结构配置思想,提出了一种电力系统阻尼控制器优化设计方法。利用部分左特征结构配置方法,同时配置闭环主导振荡模态的特征值和特征向量,将多余的设计自由度分配到部分特征向量上,改善电力系统的动态阻尼特性。引入动态补偿器型电力系统稳定器(PSS)替代传统PSS,满足部分左特征结构配置方法对输出反馈变量的要求,提高闭环系统的阶次,使系统特征结构在更高的维度中优化配置。最后,建立加权多目标函数,将阻尼控制器的参数优化设计归纳为一个无约束的单目标非线性规划问题,并通过群搜索(GSO)优化算法求解控制器参数。多种运行条件下的新英格兰10机39节点系统仿真分析表明,采用该方法设计的阻尼控制器能有效抑制电力系统低频振荡,较留数法设计的传统PSS有更好的阻尼控制效果和鲁棒性。     

基于灰狼优化算法的多机电力系统稳定器参数最优设计

灰狼优化(grey wolf optimizer,GWO)算法作为一种新的、高效的群体智能优化算法,可应用于电力系统优化问题。提出了采用GWO算法的多机电力系统稳定器参数优化设计方案。将传统超前-滞后型电力系统稳定器(PSS)的参数设计建模为基于特征值的二次性能目标优化问题,通过向左半复平面移动机电振荡特征值实现对不同运行状态下机电模态阻尼系数的最大化进行寻优。GWO算法具有对初始取值不敏感,优化效率较高和全局寻优性能好等特点,因此被用来迭代搜索最优PSS参数值。通过IEEE New England 39节点算例的特征值分析和非线性时域仿真,验证了基于GWO算法优化整定的电力系统PSS在各种系统运行状态下抑制系统机电振荡的有效性和鲁棒性,并通过与传统相位补偿方法设计的PSS阻尼性能对比,表明所提GWO算法优化PSS参数具有明显优越性。进一步的算法性能分析表明,GWO算法具有对初值不敏感和稳健性强等优点。     

基于控制敏感因子的PSS和直流附加控制的协调阻尼控制

面对低频振荡阻尼控制器和输入信号多样化的复杂局面,如何优化协调阻尼控制器的输入信号和安装地点值得研究。为此,通过理论推导得出控制敏感因子指标用以指示阻尼控制器最优安装位置和输入信号;进一步提出了基于控制敏感点的电力系统稳定器(PSS)与直流附加阻尼控制的协调优化策略,给出了不依赖系统精确数学模型的实用化计算步骤。通过川渝电网多种运行方式验证,理论计算结果与仿真结果一致,结果表明控制敏感因子能够正确指示阻尼控制器的最优安装位置和输入信号,PSS与直流附加阻尼控制通过相互协调可以全面抑制低频振荡,提高系统运行稳定性。     

基于改进灰狼优化算法的多机电力系统稳定器参数优化

提出了灰狼优化算法与差分进化算法相结合的多机PSS参数设计方案。首先建立了发电机、励磁系统、PSS的线性化微分方程;其次构建了基于机电模式阻尼比的优化函数,通过DE-GWO算法进行迭代搜索,实现对不同运行方式下机电振荡模式阻尼系数的最大化寻优;最后在PSASP中搭建了云南电网滇西南地区部分电网,通过非线性时域仿真验证了基于DE-GWO优化算法的PSS在不同运行方式下抑制机电振荡的有效性和鲁棒性,提高了系统的阻尼。     

交直流并联电力系统PSS和直流附加控制器协调优化设计

针对远距离、多区域交直流互联电网低频振荡现象,提出了一种基于改进矩阵束算法的PSS和直流附加控制器协调运行的优化设计。具体包括利用改进矩阵束算法对全网系统辨识,得出系统在没有配置PSS和直流附加控制器时的振荡频率和阻尼比,设定协调优化的目标函数,利用共轭轨迹法优化PSS和直流附加控制器参数;反复利用改进矩阵束算法对系统进行辨识,不断优化协调参数,直到系统逐渐消除低频振荡。仿真结果表明,该协调优化设计可有效抑制电力系统低频振荡,增加系统阻尼,提高系统稳定性。     

基于MSSA的PSS与UPFC-POD参数和 UPFC位置协调优化

针对风火打捆(wind-thermal-bundled, WTB)系统在受到干扰时可能由于阻尼不足而出现的低频振荡现象以及较高的网损会导致运行成本的增加和阻碍“双碳”目标实现的问题,提出了一种电力系统稳定器(power system stabilizer, PSS)与统一潮流控制器(unified power flow controller, UPFC)附加功率振荡阻尼控制器(power oscillation damping, POD)参数和UPFC安装位置协调优化策略方法。首先,基于Matlab构建了风火打捆外送系统和控制器模型。然后,利用多目标樽海鞘优化算法(multi-objective salp swarm algorithm, MSSA),将协调优化问题转化为多目标优化问题。目标函数设计中考虑了UPFC装置的调节特性。最后,采用IEEE 4机2区系统和16机5区系统进行多种工况下的仿真。仿真结果显示,协调优化后的控制器可以提高系统阻尼,维持发电机转速的稳定,抑制低频振荡引起的系统有功、电压等的波动,同时降低了系统的有功网损,提高了系统稳定性和运行经济性。MSSA在工程问题上的应用得到了补充。     

双馈风机附加阻尼控制环节与PSS的参数协调优化

对于含双馈风电场的多机电力系统,在双馈风机内部引入附加阻尼控制环节可以抑制系统低频振荡,但双馈风机附加阻尼控制环节可能会影响电力系统稳定器(PSS)抑制低频振荡的效果。提出了一种双馈风机附加阻尼控制环节与PSS的参数协调优化方法,设计了兼顾机电振荡模式和非机电振荡模式的阻尼特性的优化目标函数,并给出了基于粒子群算法的求解方法。以三机系统作为算例,优化设计了双馈风机附加阻尼控制环节与PSS的参数。时域仿真结果表明,所提出的参数协调优化方法可以更好地提升系统的阻尼,有利于低频振荡的快速平抑。     

基于广域测量系统的电力系统低频振荡的抑制研究

提出了一种基于广域测量系统的附加励磁阻尼控制器(Supplementary Excitation Damping Controller,SEDC),以提高电网系统振荡阻尼的方法。对于电力系统低频振荡信号的非线性、非平稳的特性,采用改进的HHT(Hilbert-Huang Transform)方法在线辨识低频振荡的模态,根据在线辨识结果利用粒子群优化算法对控制器中的电力系统稳定器(Power System Stabilizer,PSS)进行参数优化,从而在暂态运行的情况下提供有效阻尼,抑制低频振荡。通过仿真结果证明,此控制器可以更好的提高系统的稳定性。     

细菌觅食算法混合PSO的阻尼控制器参数优化

为了在多机电力系统中设计最优电力系统稳定器从而阻尼低频振荡,提出了一种基于细菌觅食算法和粒子群优化的混合方法。首先,给出了优化阻尼因数和阻尼比的基于特征值的目标函数;然后,利用PSO引入细菌的变异算子;最后,运用BSO搜索和迭代得到最优控制器参数。仿真结果表明,相比原始BFOA算法和PSO算法,算法在提高电力系统稳定性方面取得了更好的性能。     

互联电力系统中PSS的全局协调优化

分析了互联电力系统中常规分散、局部设计的PSS之间可能存在的不良相互作用,指出了对相关机组的PSS进行全局协调优化的必要性,并提出了一种多机互联系统中常规 PSS的全局协调优化方法。该方法使用在NETOMAC程序中实现的非线性优化算法,其主要目标是同时优化具有因定参数的PSS的预选参数,以处理电力系统复杂的非线性特性,通过最小化包含相关发电机转子振荡模式和区域间振荡特性的非显式目标函数,使互联电力系统在暂态条件下功率振荡的阻尼特性得到全面改善,因而该方法对大规模电力系统中控制器的全局协调具有独特的优势。4机测试系统和欧洲电网的仿真结果证明了文中所提方法的有效性和鲁棒性。     

基于改进生物地理学优化算法的SVC次同步阻尼控制器设计

针对常用的次同步振荡控制器不能较好地适应电力系统时变非线性的特点,提出了一种引入余弦迁移模型、早熟判断机制、变尺度混沌变异策略及排重操作的改进生物地理学优化算法。基于该算法结合静止无功补偿器(SVC)抑制次同步振荡的机理,对次同步阻尼控制器进行优化设计,并采用特征值分析和时域仿真验证了控制系统的有效性。锦界电厂算例分析表明:经改进生物地理学算法优化的SVC次同步阻尼控制器能较好地提高机组扭振的模态阻尼,可有效抑制次同步振荡,进而保证机组和电网的安全稳定运行;与传统的生物地理学优化算法、粒子群算法及遗传算法相比,改进生物地理学优化算法在搜索最优控制参数时具有较快的搜索速度和较高的搜索精度。     

多机系统调速侧电力系统稳定器GPSS的设计

低频振荡是一种不利于电力系统安全和稳定运行的现象，而电力系统稳定器(PSS)可以有效抑制低频振荡。由于励磁系统和电力系统运行方式及工况之间的密切关系，致使电力系统中PSS的协调设计和安装地点的选择成了PSS能否用于电力系统的关键。作者设计了一种调速侧电力系统稳定器，其设计原理和传统的PSS一样简单，且具有较好的鲁棒性，同时还具有多机解耦特性，给本机带来阻尼的同时不会给其它机组带来负阻尼，避免了参数协调和安装地点的选择。最后利用算例仿真验证了调速侧电力系统稳定器不仅可以抑制低频振荡，还可以提高电力系统暂态稳定性。