專利名稱：電力穩(wěn)定器放大倍數(shù)校正方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種使發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速在干擾下恢復(fù)穩(wěn)定的控制技術(shù)，尤其涉及一種電力穩(wěn)定器放大倍數(shù)校正方法。
背景技術(shù)：
目前，隨著電力系統(tǒng)規(guī)模的擴(kuò)大、互聯(lián)以及大型機(jī)組快速勵(lì)磁系統(tǒng)的采用使得低頻振蕩問題日益突出，嚴(yán)重威脅到電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行；理論和實(shí)踐表明，采用電力系統(tǒng)穩(wěn)定器(Power System Stabilizer, PSS)抑制低頻振蕩是一種簡單有效的方法?，F(xiàn)有的PSS主要由信號(hào)處理、濾波、超前-滯后和放大等單元組成；在其設(shè)計(jì)過程中，對(duì)它的放大倍數(shù)整定十分重要，因?yàn)镻SS的阻尼作用主要由穩(wěn)定器放大倍數(shù)的大小來決定。電力系統(tǒng)是一個(gè)動(dòng)態(tài)平衡的非線性復(fù)雜大系統(tǒng)，其運(yùn)行條件是易變的，若穩(wěn)定器放大倍數(shù)是在某一運(yùn)行條件下整定得到的固定值，則當(dāng)電力系統(tǒng)運(yùn)行條件變化時(shí)，由于放大倍數(shù)過小可能不再滿足提供足夠阻尼的要求，或放大倍數(shù)過大而惡化控制及電壓校正的性能。為了提高對(duì)運(yùn)行條件變化的適應(yīng)性，現(xiàn)有技術(shù)中有的采用微機(jī)構(gòu)成的線路電抗識(shí)別器，它可以隨著系統(tǒng)電抗的改變，通過查表的方式，查出事先通過計(jì)算存入的對(duì)應(yīng)于電抗值的穩(wěn)定器放大倍數(shù)；實(shí)際運(yùn)行中，不僅需要電抗識(shí)別器測定大量的參數(shù)(有功功率、無功功率、發(fā)電機(jī)端電壓和功角等)，而且還需進(jìn)行一系列的計(jì)算、比較、電抗選擇和查表等操作，另外，其中涉及的查表法如果要將表做得較詳細(xì)，則工作量巨大而繁瑣；而電力系統(tǒng)運(yùn)行條件是千變?nèi)f化的，查表法存在著適應(yīng)性差、靈活性差，誤差難以控制的缺點(diǎn)。由于電抗識(shí)別器存在種種缺陷，研究者們又提出了采用在線調(diào)節(jié)的方法對(duì)穩(wěn)定器放大倍數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)，但這些方案都有一個(gè)共通點(diǎn)首先，需要在穩(wěn)定器中設(shè)置一個(gè)放大倍數(shù)基準(zhǔn)值，讓該基準(zhǔn)值能夠在較大運(yùn)行范圍內(nèi)工作。其次，再采用各類控制手段對(duì)該基準(zhǔn)值進(jìn)行在線修正，以達(dá)到對(duì)運(yùn)行條件變化的適應(yīng)的目的。在2004年8月，IEEE制定了最新的電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的定義及分類，將功角的穩(wěn)定分為靜態(tài)穩(wěn)定性(小干擾功角穩(wěn)定性)和暫態(tài)穩(wěn)定性(大干擾功角穩(wěn)定性)兩類。上述方案在電力系統(tǒng)正常運(yùn)行、小干擾和大干擾的不同情況下，放大倍數(shù)均對(duì)同一基準(zhǔn)值進(jìn)行修正。特別是在電力系統(tǒng)兩種運(yùn)行狀態(tài)差距非常大的情況下，如正常運(yùn)行和大干擾兩種狀態(tài)，放大倍數(shù)采用的是同一個(gè)基準(zhǔn)值。經(jīng)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，該方法對(duì)穩(wěn)定器放大倍數(shù)的調(diào)整顯得過于粗糙，不能得到最佳的穩(wěn)定控制效果。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)背景技術(shù)中的問題，本發(fā)明通過一系列手段，使系統(tǒng)能根據(jù)發(fā)電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)需要，動(dòng)態(tài)地調(diào)整穩(wěn)定器放大倍數(shù)，使不同振蕩周期之間的振蕩幅值呈衰減的趨勢；具體方案為一種電力穩(wěn)定器放大倍數(shù)校正方法，該方法包括如下步驟I)分別針對(duì)發(fā)電機(jī)的不同運(yùn)行狀態(tài)設(shè)置對(duì)應(yīng)的穩(wěn)定器放大倍數(shù)基準(zhǔn)值發(fā)電機(jī)工作于正常工作狀態(tài)時(shí)對(duì)應(yīng)的穩(wěn)定器放大倍數(shù)基準(zhǔn)值記為I，發(fā)電機(jī)工作于小干擾狀態(tài)時(shí)對(duì)應(yīng)的穩(wěn)定器放大倍數(shù)基準(zhǔn)值記為夂〗，發(fā)電機(jī)工作于大干擾狀態(tài)時(shí)對(duì)應(yīng)的穩(wěn)定器放大倍數(shù)基準(zhǔn)值記為^^;2)當(dāng)發(fā)電機(jī)在運(yùn)行過程中受到干擾時(shí)，發(fā)電機(jī)實(shí)際轉(zhuǎn)速與期望轉(zhuǎn)速之間的速度差呈周期性振蕩，實(shí)際轉(zhuǎn)速與期望轉(zhuǎn)速之間的速度差也即轉(zhuǎn)速偏離值，獲取連續(xù)的轉(zhuǎn)速偏離值的波峰值和波谷值；3)將單個(gè)的波峰值或波谷值定義為轉(zhuǎn)速偏離峰值，在時(shí)序上相鄰的兩個(gè)轉(zhuǎn)速偏離峰值，根據(jù)前一轉(zhuǎn)速偏離峰值計(jì)算后一轉(zhuǎn)速偏離峰值對(duì)應(yīng)的理論值設(shè)某一時(shí)間段內(nèi)順次出現(xiàn)的兩個(gè)轉(zhuǎn)速偏離峰值依次為Λ ω_(Ι)和Λ ω_(Ι+1);根據(jù)Λ ω_(Ι)，計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)阻尼條件下與Λ ω_(Ι+1)在時(shí)序上對(duì)應(yīng)的理論值
權(quán)利要求
1.一種電力穩(wěn)定器放大倍數(shù)校正方法，其特征在于該方法包括如下步驟 1)分別針對(duì)發(fā)電機(jī)的不同運(yùn)行狀態(tài)設(shè)置對(duì)應(yīng)的穩(wěn)定器放大倍數(shù)基準(zhǔn)值發(fā)電機(jī)工作于正常工作狀態(tài)時(shí)對(duì)應(yīng)的穩(wěn)定器放大倍數(shù)基準(zhǔn)值記力尺發(fā)電機(jī)工作于小干擾狀態(tài)時(shí)對(duì)應(yīng)的穩(wěn)定器放大倍數(shù)基準(zhǔn)值記為發(fā)電機(jī)工作于大干擾狀態(tài)時(shí)對(duì)應(yīng)的穩(wěn)定器放大倍數(shù)基準(zhǔn)值記為K ； 2)當(dāng)發(fā)電機(jī)在運(yùn)行過程中受到干擾時(shí)，發(fā)電機(jī)實(shí)際轉(zhuǎn)速與期望轉(zhuǎn)速之間的速度差呈周期性振蕩，實(shí)際轉(zhuǎn)速與期望轉(zhuǎn)速之間的速度差也即轉(zhuǎn)速偏離值，獲取連續(xù)的轉(zhuǎn)速偏離值的波峰值和波谷值； 3)將單個(gè)的波峰值或波谷值定義為轉(zhuǎn)速偏離峰值，在時(shí)序上相鄰的兩個(gè)轉(zhuǎn)速偏離峰值，根據(jù)前一轉(zhuǎn)速偏離峰值計(jì)算后一轉(zhuǎn)速偏離峰值對(duì)應(yīng)的理論值設(shè)某一時(shí)間段內(nèi)順次出現(xiàn)的兩個(gè)轉(zhuǎn)速偏離峰值依次為A ⑴和A Coniax (1+1);根據(jù)A COmax(I)，計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)阻尼條件下與A GJmax (1+1)在時(shí)序上對(duì)應(yīng)的理論值
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力穩(wěn)定器放大倍數(shù)校正方法，其特征在于步驟6)中，從Ka、Kb和K。中選取對(duì)應(yīng)的參數(shù)之前，先按如下方法對(duì)Ka、Kb和K。進(jìn)行處理(1)在單個(gè)振蕩周期內(nèi)，實(shí)時(shí)獲取發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速偏離值△ ，根據(jù)△ 計(jì)算轉(zhuǎn)速偏離值相對(duì)于時(shí)間變化的變化率Ad ; (2)系統(tǒng)中預(yù)置有一二維模糊校正表，ACo和AtM乍為二維模糊校正表的兩個(gè)輸入量，根據(jù)二維模糊校正表的輸出量N對(duì)Ka、Kb和K。進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整，最終使作用在單個(gè)振蕩周期內(nèi)的穩(wěn)定器放大倍數(shù)基準(zhǔn)值呈動(dòng)態(tài)性地變化，以適應(yīng)單個(gè)振蕩周期內(nèi)，發(fā)電機(jī)的實(shí)時(shí)控制需求； 對(duì)Ka、Kb和K。進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整的方法按下式進(jìn)行 Ka(N) =Ka-NKb(N) = Kb N Kc (N) = Kc N 其中，N為二維模糊校正表的輸出量；Ka(N)為Ka經(jīng)二維模糊校正表調(diào)整后的對(duì)應(yīng)數(shù)值；Kb(N)為Kb經(jīng)二維模糊校正表調(diào)整后的對(duì)應(yīng)數(shù)值；Ke(N)為K。經(jīng)二維模糊校正表調(diào)整后的對(duì)應(yīng)數(shù)值； 完成了步驟(I)和(2)的操作后，從Ka (N)、Kb (N)和K。(N)中選取對(duì)應(yīng)的參數(shù)作為穩(wěn)定器放大倍數(shù)，對(duì)發(fā)電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行控制。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電力穩(wěn)定器放大倍數(shù)校正方法，其特征在于所述的二維模糊校正表如下表所示
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電力穩(wěn)定器放大倍數(shù)校正方法，其特征在于步驟6)中，按如下方法選取對(duì)應(yīng)的參數(shù) [1]通過實(shí)驗(yàn)手段，模擬發(fā)電機(jī)的不同運(yùn)行狀態(tài)，通過調(diào)試獲得分別對(duì)應(yīng)于發(fā)電機(jī)工作于正常工作狀態(tài)、小干擾狀態(tài)和大干擾狀態(tài)下的穩(wěn)定器放大倍數(shù)基準(zhǔn)值[1、I和； [2]實(shí)驗(yàn)過程中，分別對(duì)發(fā)電機(jī)在三種運(yùn)行狀態(tài)下的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，所采集到的數(shù)據(jù)為穩(wěn)定器的輸出信號(hào)U和發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速值CO ;針對(duì)每種運(yùn)行狀態(tài)，均獲得一組信號(hào)序列和一組轉(zhuǎn)速序列，信號(hào)序列為包含多個(gè)U的數(shù)列Ul、U2……Ui,各個(gè)U按時(shí)序排列；轉(zhuǎn)速序列為包含多個(gè)W的數(shù)列wP 2......W i，且W和U依時(shí)序?qū)?yīng)； [3]根據(jù)三種運(yùn)行狀態(tài)下的信號(hào)序列和轉(zhuǎn)速序列，分別建立對(duì)應(yīng)于發(fā)電機(jī)的三種運(yùn)行狀態(tài)下的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測模型，并根據(jù)三個(gè)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測模型建立預(yù)測模型庫； [4]將預(yù)測模型庫在線投入運(yùn)行，實(shí)時(shí)采集穩(wěn)定器的實(shí)際輸出信號(hào)u(k)和發(fā)電機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)速值《 (k)，k為采樣次數(shù)的序號(hào)；將11(10和CO (k)的一、二級(jí)時(shí)延值輸入預(yù)測模型庫，可獲得分別對(duì)應(yīng)于發(fā)電機(jī)的三種運(yùn)行狀態(tài)下的轉(zhuǎn)速預(yù)測值s.,(幻、6)B(mwwc{k)，根據(jù)下式，分別計(jì)算 (k)與也⑷、九(句和<(幻之間的誤差eA(k)、eB(k) ec(k)
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電力穩(wěn)定器放大倍數(shù)校正方法，其特征在于步驟[5]中比較eA(k)、eB(k)和ee(k)的大小之前,根據(jù)下式對(duì)eA(k)、eB(k)和ee(k)作進(jìn)一步處理
全文摘要
一種電力穩(wěn)定器放大倍數(shù)校正方法，包括經(jīng)理論推導(dǎo)、預(yù)測出轉(zhuǎn)速偏離峰值的理論值，根據(jù)轉(zhuǎn)速偏離峰值的實(shí)測值和理論值之間的比值確定調(diào)整系數(shù)，根據(jù)調(diào)整系數(shù)對(duì)對(duì)應(yīng)電機(jī)不同運(yùn)行狀態(tài)的放大倍數(shù)基準(zhǔn)值進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整，根據(jù)電機(jī)實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)，選用適配的放大倍數(shù)基準(zhǔn)值對(duì)電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行控制；本發(fā)明的有益技術(shù)效果是使發(fā)電機(jī)系統(tǒng)根據(jù)運(yùn)行狀態(tài)需要，在不同大小的干擾下，動(dòng)態(tài)調(diào)整穩(wěn)定器放大倍數(shù)，增強(qiáng)其自適應(yīng)性，使不同振蕩周期之間的振蕩幅值呈快速衰減趨勢，迅速地平息系統(tǒng)振蕩。在較大運(yùn)行范圍內(nèi)提高了系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)性能和暫態(tài)性能，確保電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行。
文檔編號(hào)H02P21/00GK103051272SQ20131000759
公開日2013年4月17日 申請(qǐng)日期2013年1月9日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月9日
發(fā)明者徐凱, 李偉, 劉善超, 婁路, 徐潔, 許強(qiáng), 徐果薇 申請(qǐng)人:重慶交通大學(xué)