瀑布沟机组PSS对四川电网低频振荡的影响

以川渝电网2010年丰大运行方式为背景,重点研究瀑布沟水电机组加装PSS对四川电网小干扰稳定性的影响.通过Prony辨识从时域仿真曲线中提取系统振荡模式的特征信息,结合相位补偿原理对瀑布沟机组PSS参数进行初步整定,比较分析各种故障条件下PSS投运前后系统特性及主振模式的变化情况.仿真结果和Prony分析表明,瀑布沟机组加装PSS可以显著提高系统阻尼,有效抑制四川电网现有的区域间低频振荡.     

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。     

交直流电力系统PSS和直流附加控制的协调

针对当今大容量、远距离、多区域互联电网低频振荡现象严重的问题,提出了一种基于Prony算法的PSS和直流附加控制器协调运行的策略。该方法根据多代理分层控制的思想,首先利用Prony辨识全网系统,求出在没有配置PSS和直流附加控制时的系统振荡频率,利用相位补偿法优化PSS控制参数,有效地抑制局部振荡模式。当全网的局部振荡模式达到满意水平后,反复利用Prony对系统进行辨识,通过每次的辨识结果对直流附加控制器进行参数整定,逐渐把剩余区域间振荡模式消除。仿真研究表明,该控制策略有效抑制了贵广交直流系统的低频振荡,并具有一定的鲁棒性。     

基于Prony和改进PSO算法的多机PSS参数优化

针对多机电力系统稳定器(PSS)的参数优化问题,提出了采用Prony算法辨识互联电力系统低频振荡的机电模式,利用基于T-S模型模糊自适应的改进微粒群优化(T-SPSO)算法协调PSS参数的控制策略.先采用基于Prony分析的留数法确定PSS的最优安装位置,然后通过对采样数据的Prony分析辨识系统振荡模式的特征值,最后利用所提T-SPSO算法协调优化多机PSS参数.T-SPSO算法根据当前种群最优适应值和惯性权重,自适应更新惯性权重取值,解决了PSO算法的早熟问题.针对IEEE 4机系统的仿真分析表明,基于T-SPSO算法优化后的多机PSS控制器,在2种典型运行方式下都具有更好的控制性能.     

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。     

PSS对区域振荡模式阻尼效果验证时域仿真研究

提出在发电机PSS现场试验时.通过人为设置扰动事件来激发电网区域振荡模式以验证发电机PSS对低频区域振荡模式的阻尼效果,并基于精细时域仿真软件PSCAD/EMTDC,建立云南电网PSS阻尼效果仿真系统模型,通过设置扰动事件进行仿真计算,验证发电机PSS对低频区域振荡模式具有正阻尼效果,弥补了现场试验的不足.     

基于Prony算法的低频振荡在线辨识与分析

提出了基于Prony算法的低频振荡在线辨识与分析算法,不仅给出主导振荡模式特征量（振幅、频率、阻尼比、相位）,而且提供与主导振荡模式强相关的发电机组,通过仿真和实际电网应用验证了算法的有效性。该算法已成功应用于云南电网低频振荡安全预警及辅助决策系统。     

异步联网下发电机低励限制与PSS协调控制参数优化策略

当发电机低励限制(UEL)参数整定不当,低励限制投入工作会与电力系统稳定器(PSS)多次相互切换,引发振荡现象。本文提出了一种低励限制与PSS的参数协调优化方法。目标函数兼顾机电振荡模式与非机电振荡模式的阻尼优化特性,在发电机不同作用工况下,给出基于粒子群算法对低励限制的超前滞后环节各个参数的求解优化方法,并通过特征值分析法分析优化参数以及系统加入UEL后的特征值研究低励限制曲线的斜率与截距对系统稳定性的影响。以异步联网下云南电网某电厂数据为例,优化设计了低励限制与PSS协调配合的UEL参数。在PSASP和Matlab仿真软件下建立单机无穷大模型验证理论的正确性。仿真结果表明,所提出的参数协调优化方法可以使UEL动作后不影响PSS的输出效果,二者可以协调配合确保了系统的稳定性。     

采用特征值法和Prony法相结合的PSS自适应控制

随着互联电力系统的规模日益增大,系统互联引发的低频振荡问题已成为危及电网安全运行、制约电网传输能力的最主要因素之一.通常采用离线配置电力系统稳定器(PSS)来实现抑制低频振荡的目的.但是由于电力系统的实时性,在发生大扰动时,事先整定好的PSS对电力系统低频振荡的抑制效果并不理想,因此考虑采用PSS的自适应控制.提出一种采用特征值分析法和Prony分析方法相结合的PSS自适应控制.低频振荡发生后,通过滑动数据窗的方法缩短Prony辨识时间,先辨识得到频率较高的振荡模式,选取主导振荡模式在线配置PSS,在Prony方法辨识出振荡模式之前采用离线配置参数.克服了Prony在线辨识在低频振荡应用中的局限性.通过对4机2区系统的分析,得出在线配置PSS相对于离线配置PSS的优越性.验证了通过Prony方法在线配置PSS参数的可行性.     

基于改进PSO算法的SSSC广域阻尼控制器设计

采用广域测量信号作为输入的静止同步串联补偿器(SSSC)附加阻尼控制(PSDC)可以有效抑制区间低频振荡。针对SSSC阻尼控制器的参数优化问题,提出了基于Prony和改进微粒群优化(PSO)算法的参数优化设计方法。通过对输出信号的Prony分析可以快速准确得出振荡模式的特征值,进而计算出阻尼比。PSO算法中惯性权重取值对算法收敛性起到了至关重要的作用,所提改进PSO算法通过T-S模糊规则自适应更新惯性权重取值,改善了算法的收敛性。仿真算例验证了所提设计方法的有效性。     

基于新型模拟退火算法的PSS参数优化方法

提出一种基于单纯形-模拟退火算法的电力系统稳定器(PSS)参数优化方法.以弱阻尼机电模式阻尼比构建目标函数,将单纯形法搜寻机理嵌入到模拟退火算法的基本步骤中,综合模拟退火算法全局搜索能力强、单纯形算法局部收敛速度快的优点.在新英格兰典型系统上的特征值分析表明,该方法是一种有效的PSS优化方法,所得的参数对系统运行方式的变化具有良好的鲁棒性.     

基于仿真软件PSS/E的低频振荡分析方法

基于仿真软件PSS/E提出了一种分析华东电网低频振荡特性的方法,结合PSS/E的特征值分析法和Prony分析法,在发电机采用经典模型的条件下通过特征值分析计算系统振荡模式的频率、振型和参与因子,而在发电机采用详细模型并考虑励磁系统详细模型的条件下通过Prony分析法计算系统振荡模式的阻尼。对4机两区域系统和新英格兰10机39节点系统的特征值分析表明,振荡模式的频率、振型和参与因子并不随发电机采用模型的不同而有很大变化。因此,文中提出的方法可以方便地适用于实际大规模电力系统的低频振荡分析。对华东电网的低频振荡特性进行分析,得到了该电网区域间振荡模式的频率、阻尼、振型及参与因子。     

多区域单机等效法分析和控制故障后区间振荡

针对故障后系统的区间振荡,提出改进的单机等效法分析不同区域间的相互作用,并制定相应的控制措施。根据故障后各发电机功角的振荡轨迹,将系统划分为若干个主导振荡区域和非主导振荡区域,并将多区域系统进一步等效为单机无穷大母线(one machine infinite bus,OMIB)系统。定义并计算不同区域间的相对动能及OMIB系统动能,用于分析不同区域间的非线性相互作用。采用傅里叶频谱分析和Prony分析辨识OMIB系统参数,得到故障后系统的主导振荡模式及相应的阻尼比。基于上述分析,提出调整故障前各区域发电机出力的方法以减少区间的相对动能,抑制互联区域振荡。算法用于分析和控制IEEE5区域16机标准测试系统的故障后区间振荡。仿真结果表明,算法不但能准确辨识故障后的主导振荡模式,且能分析多种区间模式的非线性相互作用;控制措施显著地提升了系统阻尼,抑制了故障后系统的区间低频振荡。     

基于主导轨迹断面阻尼比灵敏度的仿真关键参数诊断

电力系统机电暂态仿真中,励磁、调速、电力系统稳定器(PSS)等控制系统参数不合理,易引起控制系统稳定性弱化,导致仿真可信度降低。基于轨迹断面阻尼比灵敏度指标,提出一种机电暂态仿真中控制系统关键参数的实用诊断方法。由仿真中各控制系统的输出变量振荡特性确定主导断面时刻、主导发电机及其对应控制系统,针对主导断面时刻和主导发电机进行单机无穷大(OMIB)等值后,经阻尼比灵敏度分析给出参数调整建议,多个算例验证了所提方法的有效性。该法是轨迹特征根思想的一种工程应用,结合数值积分提供的控制系统振荡信息与平衡点特征根技术提供的阻尼比灵敏度解析信息,可快速定位不合理的控制系统参数,适用于复杂多机系统的参数诊断。     

南方交直流混合电网区域振荡的协调控制策略

针对南方电网弱阻尼区域振荡模式的抑制问题,在分析了电力系统稳定器(PSS)、直流阻尼调制的控制机理及其控制效果的基础上,考虑到南方电网近距离直流多落点的特点,提出了一种PSS和直流阻尼调制的协调控制策略。在该策略中,结合模式可控性指标首先进行相关控制点的PSS参数优化以抑制直流调制不敏感的模式,在前一层优化的前提下再进行直流阻尼调制控制器的参数优化。这样既能保证二者的协调控制,又能有效地控制优化进程和降低计算量。最后通过仿真计算验证了协调控制策略的合理性和有效性。此工作可为研究近距离直流多落点交直流混合电网的低频振荡抑制问题提供新思路。     

基于模式综合分析法的联络线功率振荡抑制措施

目前,通过合理地配置电力系统稳定器（PSS）来抑制联络线功率振荡仍然是最经济可行的方法,这需要确定与联络线振荡模式强相关的机组并对相应PSS的参数进行优化,为此,提出了模式综合分析法。该方法通过时域仿真将Prony分析法与特征值法相结合,不但能够分析联络线功率振荡的主导振荡模式及其基本信息,还能给出该振荡模式的模态信息,从而为PSS安装地点的选择提供了依据;同时,引入两点拟合法优化PSS的参数,使其在较宽频带范围内提供超前相位,从而能够抑制多个振荡模式。对某实际电网的仿真结果验证了该方法的有效性。     

基于Prony方法的电力系统振荡模式分析及PSS参数设计

Prony分析是获取系统振荡模式的一种非常有效的分析方法,它可以通过给定输入信号下的响应直接估计系统的振荡频率、阻尼、幅值和相对相位。文章介绍了基于Prony分析的电力系统等值线性模型的辨识方法,对传统的Prony方法进一步扩充,考虑了输入信号对输出信号的影响,得到了系统的传递函数,并根据其相应留数,采用留数方法对电力系统稳定器(PSS)进行了参数的协调配置。两个算例的仿真结果证明了该方法在系统振荡模式分析和PSS参数设计中的有效性。     

Proposed mechanism for performance of power system stabilizers in the condition of strong resonance

This paper suggests a mechanism for the dynamic performance of damping controllers in the condition of strong resonance. The mechanism explains theoretically how the variation of a control parameter can move the resonance point in such a way to stabilize or destabilize the coupled modes. As an application, this mechanism is applied to justify the performance of power system stabilizers (PSSs) in a 2-area 4-machine test system, in which an exciter mode and an inter-area mode interact near a strong resonance. It makes the performance of the PSSs on the stability of the inter-area mode become severely dependent on the place of the PSS and the position of operating point with respect to the resonance point. In this circumstance, the PSSs of one of the system areas destabilize the inter-area mode. Considering the proposed mechanism, the appropriate location of the PSS and its proper gain value are identified to obtain the maximum damping of inter-area mode at each of the operating points. In addition, it is shown that due to the strong resonance, conventional methods make incorrect placement of the PSS; however, by using the real part of speed participation factors, suitable machines are chosen to place the PSS. This index provides important information regarding the impacts of strong resonance on the performance of PSSs.     

利用白噪声激励实现多机系统电力系统稳定器的优化与协调

提出了一种利用白噪声作为激励实现多机电力系统稳定器（PSS）协调优化的方法。这种方法可以在保留系统所有非线性特性的条件下,同时优化多个发电机的PSS参数,减小被白噪声激励系统的目标函数值,提高系统阻尼,从而避免了针对某一频率设计PSS参数时的局限性。实例仿真结果表明,在电力系统运行条件变化的很大范围内,运用这种方法设计的PSS都可以提供较好的阻尼。