论文部分内容阅读
随着我国互联电网规模逐渐扩大,电力系统结构越来越复杂,由此产生的低频振荡问题严重威胁着电力系统的安全稳定运行。如何对低频振荡进行抑制的研究成为了学者探究的热点问题。阻尼控制是对低频振荡抑制的有效方法之一,而广域量测系统(Wide-area Measurement System,WAMS)能够提供互联电网中重要机组与节点的同步测量数据,这使它成为阻尼控制的一项强力辅助工具。本文围绕广域阻尼控制器的设计从广域控制回路选取、控制器结构设计、参数配置方法等方面展开研究,做了以下研究工作:1)针对广域阻尼控制器安装地点与控制信号选取的问题,本文基于具有多输入输出项的自回归各态历经模型(AutoRegressive eXogenous,ARX)辨识方法用于广域控制回路选取。通常基于量测数据的低频振荡辨识只对单一信号进行处理和分析,不能较好地掌握系统中数个振荡模态之间的关系。所提方法结合发电机组控制系统响应特性通过降阶提取系统内的动态振荡特性得到系统低阶传递函数模型,计算留数指标对广域控制回路进行选取。仿真表明所提方法计算简便,可准确识别系统振荡模态,能够选取最佳控制回路。2)针对传统电力系统稳定器(Power System Stabilizer,PSS)难以满足在电网各运行方式下的阻尼控制性能问题。本文借鉴人工免疫系统(Artificial Immune System,AIS)理论,构建由先天性免疫环节和自适应性免疫环节组成的广域阻尼控制结构。其中,先天性免疫环节为传统PSS结构,与外界干扰等不确定性因素无关;自适应性免疫环节能够根据系统的扰动响应及时调整原有的控制器参数,二者相结合能够实现整体的动态补偿,从而提高不同运行状态下的控制性能。3)针对人工免疫广域阻尼控制器参数配置的问题,本文提出改进型烟花算法(Improved Fireworks Algorithm,IFWA),通过对爆炸算子进行自适应半径调整、引入差分分量的变异算子和改变选择策略三个措施,解决了基本烟花算法存在过快收敛、搜索性不佳等缺点。另外,使用时间积分和绝对误差准则(Integral of Time and Absolute Error,ITAE)构建反映系统动态响应特性的优化目标函数及相应优化控制模型,根据系统不同扰动响应进行控制器优化设计。结合以上方法,通过四机两区以及英格兰十机系统进行仿真验证,结果优于传统广域PSS控制效果,且增强系统的抗干扰能力以及动态稳定性能。