CN105811395B - 励磁系统pss参数整定方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种励磁系统PSS参数整定方法及装置，涉及励磁系统技术领域。方法包括：获取励磁系统无补偿相频特性数据；在一预先设置的PSS参数样本库中获取多组PSS参数，并根据该多组PSS参数分别确定多组PSS补偿角数据；将所述多组PSS补偿角数据分别与所述无补偿相频特性数据在各频率点位置叠加，生成多组有补偿相频特性数据；从所述多组有补偿相频特性数据中获取取值范围在﹣120°至‑60°之间的目标有补偿相频特性数据；将所述目标有补偿相频特性数据对应的PSS参数确定为励磁系统的待使用PSS参数。能够解决现有技术中人为的试凑方式确定PSS参数难以得到较为优化的PSS参数，且PSS参数整定过程较为繁琐复杂的问题。

Description

励磁系统PSS参数整定方法及装置

技术领域

本发明涉及励磁系统技术领域，尤其涉及一种励磁系统PSS参数整定方法及装置。

背景技术

目前，随着现代电力系统的发展，电力系统已经具有以下特点：电网间联系较弱、输电线路距离较长、系统负荷重、电网中对快速励磁系统较为依赖。这些特点使得当前的电力系统的阻尼降低，电力系统较容易发生低频振荡，电力系统的稳定运行容易受到影响。

电力系统稳定器(Power System Stabilizer，简称PSS)是目前最有效的抑制低频振荡的措施。为了保证PSS能安全可靠地工作，PSS投运前都必须进行认真的相频特性分析和PSS参数整定，才能得到理想的阻尼效果。当前的PSS参数整定的方式是通过人为试凑一组PSS参数，来满足PSS环节在0.1Hz～2.0Hz频段内的相频补偿角度与无补偿相频特性相加之和的相位滞后在－60°至120°之间。

然而，通过人为的试凑方式确定PSS参数，试凑过程中一般仅能得到一组可接受的参数，若需要得到较为优化的PSS参数，则需要人为花费大量的时间去比较各种PSS参数的实际效果，过程较为繁琐复杂。

发明内容

本发明实施例提供一种励磁系统PSS参数整定方法及装置，以解决现有技术中人为的试凑方式确定PSS参数难以得到较为优化的PSS参数，且PSS参数整定过程较为繁琐复杂的问题。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种励磁系统PSS参数整定方法，包括：

获取励磁系统无补偿相频特性数据；

在一预先设置的PSS参数样本库中获取多组PSS参数，并根据所述多组PSS参数分别确定多组PSS补偿角数据；

将所述多组PSS补偿角数据分别与所述无补偿相频特性数据在各频率点位置叠加，生成多组有补偿相频特性数据；

从所述多组有补偿相频特性数据中获取取值范围在﹣120°至-60°之间的目标有补偿相频特性数据；

将所述目标有补偿相频特性数据对应的PSS参数确定为励磁系统的待使用PSS参数。

此外，在从所述多组有补偿相频特性数据中获取取值范围在﹣120°至-60°之间的目标有补偿相频特性数据之后，包括：

判断所述目标有补偿相频特性数据是否有多组；

若所述目标有补偿相频特性数据有多组，获取各组目标有补偿相频特性数据的第一系数；

将所述第一系数中的最小值对应的目标有补偿相频特性数据确定为最优有补偿相频特性数据。

具体的，所述获取各组目标有补偿相频特性数据的第一系数，包括：

确定所述目标有补偿相频特性数据在各频率点的值与﹣90°的差的绝对值；

根据各绝对值进行求和运算，生成所述第一系数。

具体的，所述将所述目标有补偿相频特性数据对应的PSS参数确定为励磁系统的待使用PSS参数，包括：

将所述最优有补偿相频特性数据对应的PSS参数确定为励磁系统的待使用PSS参数。

另外，所述励磁系统PSS参数整定方法，还包括：

根据所述无补偿相频特性数据、PSS补偿角数据、最优有补偿相频特性数据分别生成并显示无补偿相频特性曲线、PSS补偿角数据曲线、最优有补偿相频特性曲线。

具体的，上述的获取励磁系统无补偿相频特性数据，包括：

从励磁系统扫频试验时生成的无补偿相频特性文档中读取所述励磁系统无补偿相频特性数据。

一种励磁系统PSS参数整定装置，包括：

无补偿相频特性数据获取单元，用于获取励磁系统无补偿相频特性数据；

PSS补偿角数据确定单元，用于在一预先设置的PSS参数样本库中获取多组PSS参数，并根据所述多组PSS参数分别确定多组PSS补偿角数据；

有补偿相频特性数据生成单元，用于将所述多组PSS补偿角数据分别与所述无补偿相频特性数据在各频率点位置叠加，生成多组有补偿相频特性数据；

目标有补偿相频特性数据确定单元，用于从所述多组有补偿相频特性数据中获取取值范围在﹣120°至-60°之间的目标有补偿相频特性数据；

PSS参数整定单元，用于将所述目标有补偿相频特性数据对应的PSS参数确定为励磁系统的待使用PSS参数。

另外，该励磁系统PSS参数整定装置，还包括：

判断单元，用于判断所述目标有补偿相频特性数据是否有多组；

第一系数获取单元，用于在所述目标有补偿相频特性数据有多组时，获取各组目标有补偿相频特性数据的第一系数；

最优有补偿相频特性数据确定单元，用于将所述第一系数中的最小值对应的目标有补偿相频特性数据确定为最优有补偿相频特性数据。

具体的，所述第一系数获取单元，包括：

绝对值计算模块，用于确定所述目标有补偿相频特性数据在各频率点的值与﹣90°的差的绝对值；

求和模块，用于根据各绝对值进行求和运算，生成所述第一系数。

具体的，所述PSS参数整定单元用于：

将所述最优有补偿相频特性数据对应的PSS参数确定为励磁系统的待使用PSS参数。

另外，该励磁系统PSS参数整定装置，还包括：

曲线生成单元，用于根据所述无补偿相频特性数据、PSS补偿角数据、最优有补偿相频特性数据分别生成并显示无补偿相频特性曲线、PSS补偿角数据曲线、最优有补偿相频特性曲线。

具体的，所述无补偿相频特性数据获取单元用于：

从励磁系统扫频试验时生成的无补偿相频特性文档中读取所述励磁系统无补偿相频特性数据。

本发明实施例提供的励磁系统PSS参数整定方法及装置，能够获取励磁系统无补偿相频特性数据，并在一预先设置的PSS参数样本库中获取多组PSS参数，确定多组PSS补偿角数据；将所述多组PSS补偿角数据分别与所述无补偿相频特性数据在各频率点位置叠加，生成多组有补偿相频特性数据；进而从所述多组有补偿相频特性数据中获取取值范围在﹣120°至-60°之间的目标有补偿相频特性数据；从而将所述目标有补偿相频特性数据对应的PSS参数确定为励磁系统的待使用PSS参数。本发明能够实现PSS参数的自动整定，无需人为干涉，PSS参数的结果较优，且获取过程快捷简便。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的励磁系统PSS参数整定方法的流程图一；

图2为本发明实施例提供的励磁系统PSS参数整定方法的流程图二；

图3为本发明实施例中的一PSS参数整定工具软件界面示意图一；

图4为本发明实施例中的一PSS参数整定工具软件界面示意图二；

图5为本发明实施例提供的励磁系统PSS参数整定装置的结构示意图一；

图6为本发明实施例提供的励磁系统PSS参数整定装置的结构示意图二。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，本发明实施例提供的一种励磁系统PSS参数整定方法，包括：

步骤101、获取励磁系统无补偿相频特性数据。

步骤102、在一预先设置的PSS参数样本库中获取多组PSS参数，并根据多组PSS参数分别确定多组PSS补偿角数据。

步骤103、将多组PSS补偿角数据分别与无补偿相频特性数据在各频率点位置叠加，生成多组有补偿相频特性数据。

步骤104、从多组有补偿相频特性数据中获取取值范围在﹣120°至-60°之间的目标有补偿相频特性数据。

步骤105、将目标有补偿相频特性数据对应的PSS参数确定为励磁系统的待使用PSS参数。

本发明实施例提供的励磁系统PSS参数整定方法，能够获取励磁系统无补偿相频特性数据，并在一预先设置的PSS参数样本库中获取多组PSS参数，确定多组PSS补偿角数据；将多组PSS补偿角数据分别与无补偿相频特性数据在各频率点位置叠加，生成多组有补偿相频特性数据；进而从多组有补偿相频特性数据中获取取值范围在﹣120°至-60°之间的目标有补偿相频特性数据；从而将目标有补偿相频特性数据对应的PSS参数确定为励磁系统的待使用PSS参数。本发明能够实现PSS参数的自动整定，无需人为干涉，PSS参数的结果较优，且获取过程快捷简便。

具体的，在步骤101中，获取励磁系统无补偿相频特性数据可以是从励磁系统扫频试验时生成的无补偿相频特性文档中直接读取，或者也可以是接收人为录入的无补偿相频特性数据。

为了便于本领域技术人员对本发明的了解，下面列举一个更为具体的实施例，如图2所示，本发明实施例提供的励磁系统PSS参数整定方法，包括：

步骤201、获取励磁系统无补偿相频特性数据。

具体的，获取励磁系统无补偿相频特性数据可以是从励磁系统扫频试验时生成的无补偿相频特性文档中直接读取，或者也可以是接收人为录入的无补偿相频特性数据。

其中，该无补偿相频特性数据可以如下表1所示：

F(HZ)	0.1	0.2	0.3	0.4	0.5	0.6	0.7	0.8	0.9	1.0
											角度deg	-10.8	-24.5	-44.6	-52.0	-59.6	-64.2	-69.7	-72.7	-76.9	-78.0
F(HZ)	1.1	1.2	1.3	1.4	1.5	1.6	1.7	1.8	1.9	2.0
											角度deg	-77.9	-80.9	-90.0	-103	-108	-110	-111	-112	-113	-116

其中，F表示各频率点位置，角度即为无补偿相频特性数据在各频率点位置的值。

另外，在步骤201中还可以在励磁系统机组资料中查找一发电机组惯性时间常数数据，其可以决定PSS参数中Ks2与T7之间的比例关系。

步骤202、在一预先设置的PSS参数样本库中获取多组PSS参数，并根据多组PSS参数分别确定多组PSS补偿角数据。

具体的，励磁系统存在各种PSS模型，例如1A、2A、2B、4B等各种标准模型，而各种PSS模型均有其对应的PSS参数样本数据，例如以2B模型为例，其PSS参数分别包括：T1、T2、T3、T4、T7、T8、T9、T10、T11、Ks1、Ks2、Ks3、TW1、TW2、TW3、TW4、M、N参数，具体的各参数如下表2所示：

参数名称	参数含义	单位
			T1	调整网络的超前时间常数	s
T2	调整网络的滞后时间常数	s
			T3	调整网络的超前时间常数	s
T4	调整网络的滞后时间常数	s
			T7	电功率计算时间常数	s
T8	斜波跟踪滤波器时间常数	s
			T9	斜波跟踪滤波器时间常数	s
T10	调整网络的超前时间常数	s
			T11	调整网络的滞后时间常数	s
Ks1	PSS增益	p.u
			Ks2	计算电功率的补偿因子	p.u
Ks3	信号匹配因子	p.u
			TW1	滤波器时间常数	s
TW2	滤波器时间常数	s
			TW3	门控制及变换器时间常数	s
TW4	门控制及变换器时间常数	s
			N	斜波跟踪滤波器阶数	--
M	斜波跟踪滤波器阶数	--

步骤203、将多组PSS补偿角数据分别与无补偿相频特性数据在各频率点位置叠加，生成多组有补偿相频特性数据。

其中，各频率点位置的范围为0.1赫兹至2.0赫兹，每个频率点之间相差0.1赫兹。

步骤204、从多组有补偿相频特性数据中获取取值范围在﹣120°至-60°之间的目标有补偿相频特性数据。

步骤205、判断目标有补偿相频特性数据是否有多组。

若目标有补偿相频特性数据有多组，执行步骤206；若目标有补偿相频特性数据仅有一组，执行步骤209。

步骤206、确定目标有补偿相频特性数据在各频率点的值与﹣90°的差的绝对值，并根据各绝对值进行求和运算，生成一第一系数。

步骤207、将第一系数中的最小值对应的目标有补偿相频特性数据确定为最优有补偿相频特性数据。

当该第一系数最小时，表示该目标有补偿相频特性数据在各频率位置点的值较为接近﹣90°，其所对应的PSS参数较优，根据此PSS参数可以得到较优的阻尼效果。

步骤208、将最优有补偿相频特性数据对应的PSS参数确定为励磁系统的待使用PSS参数。

步骤209、将仅有的一组目标有补偿相频特性数据确定为最优有补偿相频特性数据。之后继续执行步骤208。

另外，在获取到无补偿相频特性数据、PSS补偿角数据、最优有补偿相频特性数据后，可以分别生成并显示无补偿相频特性曲线、PSS补偿角数据曲线、最优有补偿相频特性曲线。其中，生成无补偿相频特性曲线、PSS补偿角数据曲线、最优有补偿相频特性曲线可以是通过应用程序开发工具DELPHI语言中的CHART控件来实现。

例如，当生成无补偿相频特性曲线后，可以将无补偿相频特性数据和无补偿相频特性曲线显示在一PSS参数整定工具软件中，如图3所示，该图3能够表示各频率位置点所对应的无补偿相频特性数据的值，并且展示了该无补偿相频特性曲线，其中横坐标为各频率点位置，纵坐标为角度。

又例如，如图4所示，当生成PSS补偿角数据曲线、最优有补偿相频特性曲线后，可以将无补偿相频特性数据、PSS补偿角数据、最优有补偿相频特性数据，以及各自对应的无补偿相频特性曲线、PSS补偿角数据曲线、最优有补偿相频特性曲线均展示于一PSS参数整定工具软件中。

本发明实施例提供的励磁系统PSS参数整定方法，能够获取励磁系统无补偿相频特性数据，并在一预先设置的PSS参数样本库中获取多组PSS参数，确定多组PSS补偿角数据；将多组PSS补偿角数据分别与无补偿相频特性数据在各频率点位置叠加，生成多组有补偿相频特性数据；进而从多组有补偿相频特性数据中获取取值范围在﹣120°至-60°之间的目标有补偿相频特性数据；从而将目标有补偿相频特性数据对应的PSS参数确定为励磁系统的待使用PSS参数。本发明能够实现PSS参数的自动整定，无需人为干涉，PSS参数的结果较优，且获取过程快捷简便。

对应于上述图1和图2的方法实施例，如图5所示，本发明实施例提供一种励磁系统PSS参数整定装置，包括：

无补偿相频特性数据获取单元31，可以获取励磁系统无补偿相频特性数据。

PSS补偿角数据确定单元32，可以在一预先设置的PSS参数样本库中获取多组PSS参数，并根据多组PSS参数分别确定多组PSS补偿角数据。

有补偿相频特性数据生成单元33，可以将多组PSS补偿角数据分别与无补偿相频特性数据在各频率点位置叠加，生成多组有补偿相频特性数据。

目标有补偿相频特性数据确定单元34，可以从多组有补偿相频特性数据中获取取值范围在﹣120°至-60°之间的目标有补偿相频特性数据。

PSS参数整定单元35，可以将目标有补偿相频特性数据对应的PSS参数确定为励磁系统的待使用PSS参数。

另外，如图6所示，该励磁系统PSS参数整定装置，还可以包括：

判断单元36，可以判断目标有补偿相频特性数据是否有多组。

第一系数获取单元37，可以在目标有补偿相频特性数据有多组时，获取各组目标有补偿相频特性数据的第一系数。

最优有补偿相频特性数据确定单元38，可以将第一系数中的最小值对应的目标有补偿相频特性数据确定为最优有补偿相频特性数据。

具体的，如图6所示，该第一系数获取单元37，可以包括：

绝对值计算模块371，可以确定目标有补偿相频特性数据在各频率点的值与﹣90°的差的绝对值。

求和模块372，可以根据各绝对值进行求和运算，生成第一系数。

具体的，PSS参数整定单元35可以将最优有补偿相频特性数据对应的PSS参数确定为励磁系统的待使用PSS参数。

另外，如图6所示，该励磁系统PSS参数整定装置，还可以包括：

曲线生成单元39，可以根据无补偿相频特性数据、PSS补偿角数据、最优有补偿相频特性数据分别生成并显示无补偿相频特性曲线、PSS补偿角数据曲线、最优有补偿相频特性曲线。

另外，无补偿相频特性数据获取单元31可以从励磁系统扫频试验时生成的无补偿相频特性文档中读取励磁系统无补偿相频特性数据。

值得说明的是，本发明实施例提供的励磁系统PSS参数整定装置的具体实现方式可以参见上述图1和图2所对应的方法实施例，此处不再赘述。该励磁系统PSS参数整定装置可以是一种励磁系统PSS参数整定软件，运行于计算机中，但不仅局限于此。

本发明实施例提供的励磁系统PSS参数整定装置，能够获取励磁系统无补偿相频特性数据，并在一预先设置的PSS参数样本库中获取多组PSS参数，确定多组PSS补偿角数据；将多组PSS补偿角数据分别与无补偿相频特性数据在各频率点位置叠加，生成多组有补偿相频特性数据；进而从多组有补偿相频特性数据中获取取值范围在﹣120°至-60°之间的目标有补偿相频特性数据；从而将目标有补偿相频特性数据对应的PSS参数确定为励磁系统的待使用PSS参数。本发明能够实现PSS参数的自动整定，无需人为干涉，PSS参数的结果较优，且获取过程快捷简便。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

本发明中应用了具体实施例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种励磁系统PSS参数整定方法，其特征在于，包括：

获取励磁系统无补偿相频特性数据；

在一预先设置的PSS参数样本库中获取多组PSS参数，并根据所述多组PSS参数分别确定多组PSS补偿角数据；

将所述多组PSS补偿角数据分别与所述无补偿相频特性数据在各频率点位置叠加，生成多组有补偿相频特性数据；

从所述多组有补偿相频特性数据中获取取值范围在﹣120°至-60°之间的目标有补偿相频特性数据；

将所述目标有补偿相频特性数据对应的PSS参数确定为励磁系统的待使用PSS参数；

在从所述多组有补偿相频特性数据中获取取值范围在﹣120°至-60°之间的目标有补偿相频特性数据之后，包括：

判断所述目标有补偿相频特性数据是否有多组；

若所述目标有补偿相频特性数据有多组，获取各组目标有补偿相频特性数据的第一系数；

将所述第一系数中的最小值对应的目标有补偿相频特性数据确定为最优有补偿相频特性数据。

2.根据权利要求1所述的励磁系统PSS参数整定方法，其特征在于，所述获取各组目标有补偿相频特性数据的第一系数，包括：

确定所述目标有补偿相频特性数据在各频率点的值与﹣90°的差的绝对值；

根据各绝对值进行求和运算，生成所述第一系数。

3.根据权利要求2所述的励磁系统PSS参数整定方法，其特征在于，所述将所述目标有补偿相频特性数据对应的PSS参数确定为励磁系统的待使用PSS参数，包括：

将所述最优有补偿相频特性数据对应的PSS参数确定为励磁系统的待使用PSS参数。

4.根据权利要求3所述的励磁系统PSS参数整定方法，其特征在于，还包括：

根据所述无补偿相频特性数据、PSS补偿角数据、最优有补偿相频特性数据分别生成并显示无补偿相频特性曲线、PSS补偿角数据曲线、最优有补偿相频特性曲线。

5.根据权利要求1-4任一项所述的励磁系统PSS参数整定方法，其特征在于，所述获取励磁系统无补偿相频特性数据，包括：

从励磁系统扫频试验时生成的无补偿相频特性文档中读取所述励磁系统无补偿相频特性数据。

6.一种励磁系统PSS参数整定装置，其特征在于，包括：

无补偿相频特性数据获取单元，用于获取励磁系统无补偿相频特性数据；

PSS补偿角数据确定单元，用于在一预先设置的PSS参数样本库中获取多组PSS参数，并根据所述多组PSS参数分别确定多组PSS补偿角数据；

有补偿相频特性数据生成单元，用于将所述多组PSS补偿角数据分别与所述无补偿相频特性数据在各频率点位置叠加，生成多组有补偿相频特性数据；

目标有补偿相频特性数据确定单元，用于从所述多组有补偿相频特性数据中获取取值范围在﹣120°至-60°之间的目标有补偿相频特性数据；

PSS参数整定单元，用于将所述目标有补偿相频特性数据对应的PSS参数确定为励磁系统的待使用PSS参数；

所述的励磁系统PSS参数整定装置，还包括：

判断单元，用于判断所述目标有补偿相频特性数据是否有多组；

第一系数获取单元，用于在所述目标有补偿相频特性数据有多组时，获取各组目标有补偿相频特性数据的第一系数；

最优有补偿相频特性数据确定单元，用于将所述第一系数中的最小值对应的目标有补偿相频特性数据确定为最优有补偿相频特性数据。

7.根据权利要求6所述的励磁系统PSS参数整定装置，其特征在于，所述第一系数获取单元，包括：

绝对值计算模块，用于确定所述目标有补偿相频特性数据在各频率点的值与﹣90°的差的绝对值；

求和模块，用于根据各绝对值进行求和运算，生成所述第一系数。

8.根据权利要求7所述的励磁系统PSS参数整定装置，其特征在于，所述PSS参数整定单元，具体用于：

将所述最优有补偿相频特性数据对应的PSS参数确定为励磁系统的待使用PSS参数。

9.根据权利要求8所述的励磁系统PSS参数整定装置，其特征在于，还包括：

曲线生成单元，用于根据所述无补偿相频特性数据、PSS补偿角数据、最优有补偿相频特性数据分别生成并显示无补偿相频特性曲线、PSS补偿角数据曲线、最优有补偿相频特性曲线。

10.根据权利要求6-9任一项所述的励磁系统PSS参数整定装置，其特征在于，所述无补偿相频特性数据获取单元，具体用于：

从励磁系统扫频试验时生成的无补偿相频特性文档中读取所述励磁系统无补偿相频特性数据。