基于改进遗传算法的多机系统PSS参数协调优化

提出了一种基于改进遗传算法的多机系统PSS(电力系统稳定器)参数的协调优化的方法。由励磁系统产生的滞后相位计算出PSS相位补偿环节的时间参数初值,根据这一初值决定优化PSS算法中PSS时间参数的取值范围,从而保证了PSS主要是给系统提供正的阻尼转矩,而对同步转矩影响较小,有利于IGA快速找到最优解。同时对GA的遗传算子进行了改进,提高了IGA的搜索效率。一个NewEngland10机系统的算例表明,利用本算法优化后的PSS能有效、合理地抑制低频振荡。     

用于空间目标动态跟踪的阵列式激光束

设计了一个以256×256像素液晶空间光调制器为激光光束偏转器件的空间目标追踪系统.该系统通过空间光调制器对入射光的纯相位调制来产生动态指向空间目标的二维激光束阵列,以达到对目标的动态跟踪.阵列式光束是通过任意点阵图的相位优化设计方法产生的,该设计方法通过优化算法给出目标图形的优化相位.针对具体运动目标,进行了系统的动态性和偏转角度误差的测试实验,结果表明该追踪系统动态响应时间小于200 m s,偏转角度误差不超过0.032°.采用该方法对空间目标进行扫描跟踪,具有精确、响应快、无机械惯性等特点,在激光寻的、制导以及多目标威胁预警和反击中有重要研究价值.     

应用遗传算法的多机系统阻尼控制器协调优化

应用李雅普诺夫方程和遗传算法相结合的方法对电力系统中多机系统阻尼控制器参数进行了协调优化。目标函数定义为线性二次型性能指标,选取合适的权重矩阵和ISE判据准则,使得发电机转子角的偏差变化量最小。系统的线性化模型和状态矩阵通过SSAT获得。新英格兰10机系统的仿真结果表明该方法是有一种有效的参数优化方法,优化出的参数对不同的运行方式具有良好的鲁棒性,极大地提高了系统阻尼,增强了系统稳定性。     

Nyquist判据在特殊系统应用上的改进

针对Nyquist判据对非最小相位系统稳定性判定方法易错、曲线易交错,对含有积分环节的Bode图进行增补频率特性方法复杂等问题,依据Nyquist判据在对数坐标上的应用理论,研究了两种特殊系统的特点,提出了一种改善非最小相位系统稳定性判定复杂性的方法;提取了Nyquist曲线和Bode图稳定性判定的共同点,将两者的判断统一于一个公式,解决了曲线相互交错导致的难以判断环绕圈数的问题;准确定义了半穿越并将其扩展,使得Nyquist判据适用范围得以扩展.通过增补-计算-判断3个步骤,大大降低了判断难度,提高了准确率.     

电力系统稳定器配置的一种新方法

在应用正则形理论的基础上,提出了计及二阶模式非线性相关作用的电力系统稳定器的配置方法。从识别强非线性下系统主导低频振荡模式出发,寻找与主导低频振荡模式相关的模式,利用非线性相关性来确定与这些模式联系最紧密的状态变量和相关发电机,以此为据来确定电力系统稳定器的配置。八机系统的算例结果都验证了在这些新观点指导下进行电力系统稳定器配置方法的有效性。     

电力系统稳定器参数的协调优化

为了优化电力系统稳定器的参数,在确定性运行方式下利用特征根灵敏度进行电力系统稳定器PSS的参数设计,利用非线性规划技术进行参数的协调优化;然后在多系统运行方式下,结合已有的概率灵敏度指标设计PSS初始参数,并利用非线性规划技术进行参数优化.在一8机系统上的试算结果表明:利用非线性规划技术对PSS的参数进行协调,可以进一步协调控制器参数.     

非线性相位共轭腔的光学多稳性

本文提出并分析了非线性相位共轭腔的光学多稳性.结果表明,这种腔容易实现多稳运转,主要的控制参数是相位共轭镜的反射率和腔内非线性介质的三阶极化率.给出了输入输出的解析表达式和稳定性判据.     

不确定离散线性系统鲁棒ESPR估计新方法

在时域中考虑多胞不确定离散系统的鲁棒ESPR(Extendedstrictlypositivereal)估计问题.基于最近的结果首先提出了离散线性系统具有ESPR性能的新判据,该判据实现了系统矩阵和Lyapunov矩阵的分离,这样在系统分析和综合时可以采用参数依赖的Lyapunov函数.基于提出的新判据和LMI(Linearmatrixinequality)技术给出了多胞不确定系统具有ESPR性能估计器的设计方法.与传统的基于二次稳定方案相比,提出的设计方法具有较小的保守性.     

多机电力系统中改善动态稳定性的静止无功补偿器装点选择

本文以系统的机电振荡模对静补环节灵敏度为静补选点判据,推导了一套多机电力系统中改善动态稳定性的静补装点选择模型。对一个三机系统的反复计算,分析表明了文中所给选点方法及选点模型的有效性。     

采用多目标蝙蝠算法的电力系统广域协调控制策略

广域电网中多个电力系统稳定器之间存在相互作用,影响整个系统的控制效果,为此提出一种基于蝙蝠算法的多目标广域阻尼控制器协调设计方法. 该方法利用蝙蝠算法中种群的多样性,使得算法在迭代寻优过程中保持持续优化的能力,保证算法具有较好的收敛性和准确性;以机电振荡模态的实部和阻尼比为目标函数,将多机电力系统稳定器参数优化问题归结为带不等式约束的多目标优化问题. 分别在四机两区域系统和新英格兰典型系统的多种运行方式下进行仿真,结果表明：所提方法能够改善系统弱机电模式的特征值分布,有效抑制低频振荡,具有良好的控制效果和鲁棒性.     

Gravitational search algorithm for coordinated design of PSS and TCSC as damping controller

A newly developed heuristic global optimization algorithm, called gravitational search algorithm (GSA), was introduced and applied for simultaneously coordinated designing of power system stabilizer (PSS) and thyristor controlled series capacitor (TCSC) as a damping controller in the multi-machine power system. The coordinated design problem of PSS and TCSC controllers over a wide range of loading conditions is formulated as a multi-objective optimization problem which is the aggregation of two objectives related to damping ratio and damping factor. By minimizing the objective function with oscillation, the characteristics between areas are contained and hence the interactions among the PSS and TCSC controller under transient conditions are modified. For evaluation of effectiveness and robustness of proposed controllers, the performance was tested on a weakly connected power system subjected to different disturbances, loading conditions and system parameter variations. The eigenvalues analysis and nonlinear simulation results demonstrate the high performance of proposed controllers which is able to provide efficient damping of low frequency oscillations.     

多机电力系统中光伏发电厂附加稳定器的设计

在未来电力系统中,光伏发电厂将是一种重要的可再生电源.光伏发电厂接入未来电力系统将会影响输电系统稳定运行和控制.提出一种多机电力系统中光伏发电厂稳定器的设计新方法.首先搭建接入电网的光伏发电厂局部线性化模型.给出在光伏发电厂接入地点附近线路上发生低频功率振荡与附加稳定器控制的关系.在此局部线性化模型基础上,演示如何使用...     

基于和声搜索算法的多机系统PSS参数协调优化

电力系统稳定器(PSS)是抑制低频振荡的重要装置。在多机电力系统中,PSS参数设计要满足两方面的要求:既要能够改善本机强相关振荡模式的阻尼,也要能够避免导致其余机组的阻尼明显恶化。在此背景下,以特征值分析法为基础,从发电机组的角度构造了反映其强相关模式阻尼情况的指标并建立了能够反应系统整体小干扰稳定水平和机组间阻尼分配情况的目标函数。采用了近年来发展的和声搜索(Harmony Search)这一高效启发式优化算法来求解这一优化问题。最后,根据实际工程需求设计和开发了相应的软件系统。对10机39节点新英格兰系统和64机305节点福建电力系统的PSS参数协调优化结果验证了所发展的模型与方法的可行性和有效性。     

基于补偿电压突变量的一种实用快速故障选相判据

论述突变量选相应用于（超）高压电力系统的必要性,分析补偿电压突变量的优良特性,并指出现有基于补偿电压突变量的选相判据存在不足。在分析补偿电压突变量在不同故障情况下的特征基础上,基于＆quot;突变量元件＆quot;提出新的选相判据,该判据将突变量与接近于零的固定门槛值进行比较,解决了故障初期因突变相量未完全形成而造成选相不准确的问题。RTDS仿真结果表明补偿电压突变量选相可以在故障发生后快速、准确的选出故障相。     

Power system stabilizer design using hybrid multi-objective particle swarm optimization with chaos

novel technique for the optimal tuning of power system stabilizer (PSS) was proposed, by integrating the modified particle swarm optimization (MPSO) with the chaos (MPSOC). Firstly, a modification in the particle swarm optimization (PSO) was made by introducing passive congregation (PC). It helps each swarm member in receiving a multitude of information from other members and thus decreases the possibility of a failed attempt at detection or a meaningless search. Secondly, the MPSO and chaos were hybridized (MPSOC) to improve the global searching capability and prevent the premature convergence due to local minima. The robustness of the proposed PSS tuning technique was verified on a multi-machine power system under different operating conditions. The performance of the proposed MPSOC was compared to the MPSO, PSO and GA through eigenvalue analysis, nonlinear time-domain simulation and statistical tests. Eigenvalue analysis shows acceptable damping of the low-frequency modes and time domain simulations also show that the oscillations of synchronous machines can be rapidly damped for power systems with the proposed PSSs. The results show that the presented algorithm has a faster convergence rate with higher degree of accuracy than the GA, PSO and MPSO.     

高精度伺服系统的非线性校正

高精度伺服系统因为要采用衰减很大的相位滞后校正而使系统成为条件稳定系统,而由于实际系统中存在着饱和环节,使条件稳定系统在大偏差下出现不稳定,利用运算放大器的饱和特性,设计了非线性校正装置来解决这个稳定问题,介绍了系统设计原则,并用相平面结合描述函数法证明了这种具有多个非线性系统的稳定性,这样既扩大了系统稳定工作范围,又易于实现,并成功应用于伺服转台控制系统中。     

基于最小熵H_∞控制的降阶电力系统稳定器设计

针对电力系统的低频振荡问题,提出了一种基于最小熵H∞控制理论的电力系统稳定器的设计方法。为了获得低阶电力系统稳定器,采用降阶方法分别对原系统和控制器进行了降阶处理。利用BFO-PSO混合算法对权函数进行选取,把多个不同的设计目标转换为不等式约束,将加权函数的选取表示为一个多目标优化问题。针对4机2区域电力系统,根据参与因子确定PSS的安装地点,设计了抑制区域振荡的最小熵H∞电力系统稳定器。仿真结果表明,最小熵H∞电力系统稳定器能有效地抑制区域间的低频振荡,并且对整个系统的阻尼也有所改善。     

九机电力系统中GPSS的设计与研究

探讨了ＧＰＳＳ在多机系统中的设计问题，给出了一个在不稳定的九机系统中ＧＰＳＳ设计与试验的例子。基于相位补偿原理和阻尼灵敏度系数，按单机系统即可设计出每台ＧＰＳＳ的参数．非线性仿真结果表明所设计的ＧＰＳＳ有效地抑制了其中四个不稳定机械模态并加强了两个弱阻尼模态，充分验证了ＧＰＳＳ的多机解耦性和不给它机带来负阻尼等优点，为多机电力系统抑制低频振荡、提高系统的静态稳定极限展示了一个广阔的前景。     

NR-PSS (Nonlinear Robust Power System Stabilizer) for large synchronous generators and its large disturbance experiments on real time digital simulator

On the foundation of nonlinear robust control and exact generator model, this paper presents a design principle of NR-PSS (Nonlinear Robust Power System Stabilizer) for multi-machine power system, based on which an industrial NR-PSS equipment is developed. For popularizing it, the proposed parameter setting method of NR-PSS is completely the same as the widely used parameter adjustment rule of PSS. By virtue of real time digital simulator (RTDS), large disturbance experiments are carried out to compare the performances between generator excitation system equipped with NR-PSS and PSS in order to verify the correctness of design theory. The results show that compared with classical PSS, the proposed NR-PSS can dramatically improve the generator damping and attenuate the oscillation much faster, enhance the generator damping and raise both the small signal and large disturbance transient stability transmission power limit remarkably. The NR-PSS equipment with independent intellectual property right has been successfully put into operation on a 300 MW generator in Baishan Hydro Plant of Northeast China Grid more than 10 months. Supported by the National Natural Science Foundation of China (Grant Nos. 50525721 and 59837270)     

考虑高斯激励的多机电力系统的p阶随机稳定性分析

随着大规模、高比例新能源并网发电,电力系统的稳定运行受到了显著的影响。在传统随机稳定性研究的基础上,考虑随机激励下的多机电力系统的p阶稳定性。首先利用随机微分方程理论和扩展等面积法将随机激励下的多机电力系统等效为双机系统,同时对等效模型以及原多机模型进行线性化处理,将单机无穷大系统的p阶稳定性判据推广到多机系统的p阶稳定性。然后以四机两区系统为例,通过Euler-Maruyama数值方法对系统的功角、转速等随时间变化的趋势进行仿真分析。最后利用蒙特卡罗方法,对等效转换前后系统的功角的概率密度函数曲线进行模拟,由于概率密度曲线没有发生显著变化,因此等效转换前后系统的p阶稳定性没有发生改变,从而可以将单机无穷大系统的p阶稳定性推广到多机系统的p阶稳定性。