CN106877363B - 一种静止同步串联补偿器抑制系统次同步振荡方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种静止同步串联补偿器抑制系统次同步振荡方法及装置,所述方法包括:根据含SSSC的单机无穷大系统的系统线性化模型,将SSSC输出电压与交流线路电流的夹角和SSSC的调制比作为SSSC影响发电机的参数;将SSSC装置安装点的电压的频率偏差和有功潮流作为影响SSSC的调制比的参数;将所述SSSC装置安装点的电压的频率偏差和有功潮流作为输入量,构建阻尼控制器的传递函数,其中,将所述SSSC装置安装点的电压的频率偏差和有功潮流作为阻尼控制器的输入量;优化所述阻尼控制器的传递函数的控制参数;本发明提供的技术方案,能够提高电网运行阻尼性和稳定性,同时,使得静止同步串联补偿器所在区域的电网阻尼特性达到最优,又适用于实际控制器的设计。
Description
技术领域
本发明涉及柔性交流输电技术领域,具体涉及一种静止同步串联补偿器抑制系统次同步振荡方法及装置。
背景技术
近年来电力系统快速发展,潮流需求增大,为了提高系统的输电能力串并联形式的无功补偿装置得到广泛应用。静止同步串联补偿器(SSSC)作为一种新型串联无功补偿装置,具有控制灵活、结构简单、快速有效调控系统潮流并可以一定程度抑制次同步振荡(SSR)的优点。SSSC不存在可能与交流系统电感参数发生次同步振荡的电容量,减少了次同步振荡发生机率。为确定含SSSC系统的次同步振荡问题,复转矩分析法和特征值分析法基于系统小扰动下建立微分方程,物理意义明确。虽然基于电力电子器件而建立的时域分析法具有更准确地判定依据,但是不能直接得到阻尼和频率的关系,不利于从物理意义上判断。
目前对于含SSSC系统的SSR问题和阻尼控制器的设计进行的研究方法中有的从系统角度仅考虑幅值和调制比作为输入时的单机无穷大系统模型;有的方法基于测试信号法提出SSR的多模式阻尼控制参数设计;有的方法是从经验的角度设计控制参数;这些方式将考虑SSR主要因素,实际上简化了问题,不一定能找到阻尼控制参数的最优控制量。
发明内容
本发明提供一种静止同步串联补偿器抑制系统次同步振荡方法及装置,其目的是提高电网运行阻尼性和稳定性,同时,使得静止同步串联补偿器所在区域的电网阻尼特性达到最优,又适用于实际控制器的设计。
本发明的目的是采用下述技术方案实现的:
一种静止同步串联补偿器抑制系统次同步振荡方法,其改进之处在于,包括:
根据含SSSC的单机无穷大系统的系统线性化模型,将SSSC输出电压与交流线路电流的夹角和SSSC的调制比作为SSSC影响发电机的参数;
根据含SSSC的发电机系统模型将SSSC装置安装点的电压的频率偏差和有功潮流作为影响SSSC的调制比的参数;
构建阻尼控制器的传递函数,其中,所述阻尼控制器的输入量包括:所述SSSC装置安装点的电压的频率偏差和有功潮流;
优化所述阻尼控制器的传递函数的控制参数。
优选的,所述含SSSC的单机无穷大系统的系统线性化模型为:
上式中,δ为系统功角,ω为角速度,E′q为交轴暂态电动势,Eqe为强制空载电动势,TJ为惯性时间常数,T′d0为发电机暂态时间常数,TA和KA均为励磁系统参数,δsc为SSSC输出电压和交流线路电流的夹角,m为调制比,k1至k12均为系统线性化模型参数,按下式确定系统线性化模型参数k1至k12:
上式中,U为接入系统电压,kT为变压器的变比,xd为发电机d轴电抗,x′d为发电机d轴暂态电抗,Udc为直流电容电压,UG为端口电压,UGd为发电机d轴端口电压,UGq为发电机q轴端口电压,xq为发电机q轴电抗,xqΣ、xdΣ和x′dΣ如下式:
优选的,按下式确定含SSSC的发电机系统模型:
上式中,Y为输出量,X为状态变量,U为控制量,A1和B1均为发电机修正模型参数矩阵,ΔPe为SSSC装置安装点的线路潮流中的有功功率,Δf为SSSC装置安装点的电压的频率偏差,ΔU为SSSC装置安装点的电压,P0为潮流平均值,f0为频率平均值;
求解所述含SSSC的发电机系统模型,获取阻尼的控制量为:
上式中,k为控制增益,kmp、kmf、kmu、kfp、kff和kfu为控制量系数。
优选的,按下式构建阻尼控制器的传递函数f(s):
上式中,α和β为控制目标权系数,α+β=1,Ti(i=1~4)为待定系数,Tf和Tp为隔直时间常数,G1和G2为控制目标增益,s为复变量。
优选的,所述优化所述阻尼控制器的传递函数的控制参数,包括:
a.确定量子染色体的编码方式,设定所述灾变变速量子遗传算法的初始参数,对不包含有静止同步串联补偿器的电力系统进行阻尼量计算;
所述初始参数包括种群规模popsize、最大进化代数genmax、染色体长度lchrom、染色体变异概率Pm和最优解不变时发生灾变的代数pregenM;
b.对所述种群中各个量子染色体进行坍缩测量得到染色体二进制串;将所述染色体二进制串解码为两个十进制数,则所述两个十进制数分别为静止同步串联补偿器的安装位置和注入电压幅值;
c.依据所述安装位置和注入电压幅值对包含有所述静止同步串联补偿器的电力系统进行阻尼量计算;依据所述步骤a和步骤c中阻尼量计算的结果计算目标函数的函数值;
d.比较所述种群中每个个体目标函数的函数值,记录该种群的最优个体;
e.对所述种群依次进行量子门更新、量子相干交叉和量子变异,并判断是否对所述种群进行量子灾变;
f.判断所述种群的进化代数是否达到最大进化代数:
若达到,则步骤d得到的所述安装位置和注入电压幅值为最优的静止同步串联补偿器安装位置和注入电压幅值;
若没有达到,则返回步骤b。
进一步的,按下式确定所述阻尼控制器的传递函数的控制参数的目标函数:
上式中,F为阻尼比,δi为特征根实部,ωi为特征根虚部,n为特征根数目;
按下式确定所述阻尼控制器的传递函数的控制参数的约束条件:
上式中,G1和G2为增益和时间常数;T1和T3作为待优化变量。
一种静止同步串联补偿器抑制系统次同步振荡装置,其改进之处在于,所述装置包括:
第一分析模块,用于根据含SSSC的单机无穷大系统的系统线性化模型,将SSSC输出电压与交流线路电流的夹角和SSSC的调制比作为SSSC影响发电机的参数;
第二分析模块,用于根据含SSSC的发电机系统模型,将SSSC装置安装点的电压的频率偏差和有功潮流作为影响SSSC的调制比的参数;
构建模块,用于构建阻尼控制器的传递函数,其中,所述阻尼控制器的输入量包括:所述SSSC装置安装点的电压的频率偏差和有功潮流;
优化模块,用于优化所述阻尼控制器的传递函数的控制参数。
优选的,所述含SSSC的单机无穷大系统的系统线性化模型为:
上式中,δ为系统功角,ω为角速度,E′q为交轴暂态电动势,Eqe为强制空载电动势,TJ为惯性时间常数,T′d0为发电机暂态时间常数,TA和KA均为励磁系统参数,δsc为SSSC输出电压和交流线路电流的夹角,m为调制比,k1至k12均为系统线性化模型参数,按下式确定系统线性化模型参数k1至k12:
上式中,U为接入系统电压,kT为变压器的变比,xd为发电机d轴电抗,x′d为发电机d轴暂态电抗,Udc为直流电容电压,UG为端口电压,UGd为发电机d轴端口电压,UGq为发电机q轴端口电压,xq为发电机q轴电抗,xqΣ、xdΣ和x′dΣ如下式:
优选的,按下式确定含SSSC的发电机系统模型:
上式中,Y为输出量,X为状态变量,U为控制量,A1和B1均为发电机修正模型参数矩阵,ΔPe为SSSC装置安装点的线路潮流中的有功功率,Δf为SSSC装置安装点的电压的频率偏差,ΔU为SSSC装置安装点的电压,P0为潮流平均值,f0为频率平均值;
求解单元,用于求解所述含SSSC的发电机系统模型,获取阻尼的控制量为:
上式中,k为控制增益,kmp、kmf、kmu、kfp、kff和kfu为控制量系数。
优选的,所述构建模块,包括:
按下式构建阻尼控制器的传递函数f(s):
上式中,α和β为控制目标权系数,α+β=1,Ti(i=1~4)为待定系数,Tf和Tp为隔直时间常数,G1和G2为控制目标增益,s为复变量。
优选的,所述优化模块,包括:
a.确定量子染色体的编码方式,设定所述灾变变速量子遗传算法的初始参数,对不包含有静止同步串联补偿器的电力系统进行阻尼量计算;
所述初始参数包括种群规模popsize、最大进化代数genmax、染色体长度lchrom、染色体变异概率Pm和最优解不变时发生灾变的代数pregenM;
b.对所述种群中各个量子染色体进行坍缩测量得到染色体二进制串;将所述染色体二进制串解码为两个十进制数,则所述两个十进制数分别为静止同步串联补偿器的安装位置和注入电压幅值;
c.依据所述安装位置和注入电压幅值对包含有所述静止同步串联补偿器的电力系统进行阻尼量计算;依据所述步骤1和步骤3中阻尼量计算的结果计算目标函数的函数值;
d.比较所述种群中每个个体目标函数的函数值,记录该种群的最优个体;
e.对所述种群依次进行量子门更新、量子相干交叉和量子变异,并判断是否对所述种群进行量子灾变;
f.判断所述种群的进化代数是否达到最大进化代数:
若达到,则步骤d得到的所述安装位置和注入电压幅值为最优的静止同步串联补偿器安装位置和注入电压幅值;
若没有达到,则返回步骤b。
进一步的,按下式确定所述阻尼控制器的传递函数的控制参数的目标函数:
上式中,F为阻尼比,δi为特征根实部,ωi为特征根虚部,n为特征根数目;
按下式确定所述阻尼控制器的传递函数的控制参数的约束条件:
上式中,G1和G2为增益和时间常数;T1和T3作为待优化变量。
本发明的有益效果:
本发明提供的技术方案,模型上不仅考虑交流系统,还结合SSSC的动态特性,改进模型更好的跟随电网特性,使控制设计时的稳定性水平有所提高,阻尼控制器的设计考虑了实际的采样问题,结合测量点提取阻尼控制器中的主要控制量进行优化,使用不同权重的量,更贴近电网的实控性,进一步的,采用量子遗传算法优化阻尼控制参数,其收敛速度快,全局寻优能力强,更快速的选取了阻尼控制器的最优参数。
附图说明
图1是本发明一种静止同步串联补偿器抑制系统次同步振荡方法的流程图;
图2是本发明实施例中单机无穷大系统示意图;
图3是本发明实施例中SSSC阻尼控制策略;
图4是本发明一种静止同步串联补偿器抑制系统次同步振荡装置的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作详细说明。
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,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它实施例,都属于本发明保护的范围。
本发明提供的一种静止同步串联补偿器抑制系统次同步振荡方法,如图1所示,包括:
101.根据含SSSC的单机无穷大系统的系统线性化模型,将SSSC输出电压与交流线路电流的夹角和SSSC的调制比作为SSSC影响发电机的参数;
102.根据含SSSC的发电机系统模型将SSSC装置安装点的电压的频率偏差和有功潮流作为影响SSSC的调制比的参数;
103.构建阻尼控制器的传递函数,其中,所述阻尼控制器的输入量包括:所述SSSC装置安装点的电压的频率偏差和有功潮流;
104.优化所述阻尼控制器的传递函数的控制参数。
具体的,现有修正模型不包含SSSC暂态特性分析,输入量简单,带来模型准确度低和系统描述不全面的缺点。本发明分析SSSC暂态特性,增加系统状态方程数,列写线性微分方程,分析小扰动下含SSSC的非线性系统对SSR的免疫能力。含SSSC的单机无穷大系统的等效示意图如图2所示。其中,发电机多质块轴系包含:励磁机质块(EXC),发电机质块(GEN),低压缸B质块(LPB),低压缸A质块(LPA),中压缸质块(MP)和高压缸质块(HP),所述含SSSC的单机无穷大系统的系统线性化模型为:
上式中,δ为系统功角,ω为角速度,E′q为交轴暂态电动势,Eqe为强制空载电动势,TJ为惯性时间常数,T′d0为发电机暂态时间常数,TA和KA均为励磁系统参数,δsc为SSSC输出电压和交流线路电流的夹角,m为调制比,k1至k12均为系统线性化模型参数,按下式确定系统线性化模型参数k1至k12:
上式中,U为接入系统电压,kT为变压器的变比,xd为发电机d轴电抗,x′d为发电机d轴暂态电抗,Udc为直流电容电压,UG为端口电压,UGd为发电机d轴端口电压,UGq为发电机q轴端口电压,xq为发电机q轴电抗,xqΣ、xdΣ和x′dΣ如下式:
通过上述含SSSC的单机无穷大系统的系统线性化模型可以看出,SSSC影响发电机的参数为SSSC输出电压和交流线路电流的夹角和SSSC的调制比,因此,所述步骤102需根据含SSSC的发电机系统模型确定影响SSSC的调制比的参数,包括:
按下式确定含SSSC的发电机系统模型:
上式中,Y为输出量,X为状态变量,U为控制量,A1和B1均为发电机修正模型参数矩阵,ΔPe为SSSC装置安装点的线路潮流中的有功功率,Δf为SSSC装置安装点的电压的频率偏差,ΔU为SSSC装置安装点的电压,P0为潮流平均值,f0为频率平均值;
求解所述含SSSC的发电机系统模型,可以根据含SSSC的发电机系统模型和二次性能指标可知控制量的计算表达式:
上式中,k为控制增益,kmp、kmf、kmu、kfp、kff和kfu为控制量系数。
电压质量是电网首要指标,其对应权重越大对电压约束越强,动态调整电压时精度越高。而动态或振荡过程对频率约束越强振荡次数和幅值越小。
SSSC暂态特性取决于直流电容电压的动态特性,直流电压恒定是SSSC稳定运行的关键。现有文献详述了直流电压控制为系统提供负阻尼转矩,增益越大提供负阻尼越多,而注入电压控制提供正阻尼转矩,且增益越大提供正阻尼越多。考虑动态特性时结合了正负阻尼特性,可在协调配合下达到整体阻尼最优以及直流电容电压和系统潮流的稳定。
基于阻尼的控制量的表达式可以看出,影响SSSC的调制比的参数为SSSC装置安装点的电压的频率偏差和有功潮流,则在所述步骤103中需根据影响SSSC的调制比的参数构建阻尼控制器的传递函数,按下式构建阻尼控制器的传递函数f(s):
上式中,α和β为控制目标权系数,α+β=1,Ti(i=1~4)为待定系数,Tf和Tp为隔直时间常数,G1和G2为控制目标增益,s为复变量,结合SSSC暂态特性和设计最优频率和最优潮流控制的阻尼控制策略如图3所示。
获取阻尼控制器的传递函数之后,需优化阻尼控制器的传递函数的参数,目前,常用的控制器参数确定方法有相位补偿法和智能算法。前者基于频域,控制器顺序和个数约束控制的准确性;后者对所有控制器参数统一协调,只基于目标函数和约束条件即可一次性确定所有控制器参数,相比前者更加快捷有效。国内外对于FACTS装置的SSR研究中使用较多的有遗传算法、粒子群优化和“教与学”优化算法。遗传算法在抑制SSR的阻尼控制器参数设计时考虑多目标协调,自适应能力强,收敛速度快,优化精度高,具有很大优势,研究对自适应能力要求较高的SSR问题时可优先考虑遗传算法或其改进算法。近期国际上出现了引力搜索算法用于确定大网间协调配合控制器的参数[2],并对故障下各类算法的阻尼进行了对比,发现引力搜索算法和遗传算法两者的差别不大。本发明提出结合系数矩阵的特征根和寻优算法来确定控制参数的方法。量子遗传算法结合了量子计算和遗传算法的优势,用其来分析特征根进而优化控制参数,所述步骤104,包括:
a.确定量子染色体的编码方式,设定所述灾变变速量子遗传算法的初始参数,对不包含有静止同步串联补偿器的电力系统进行阻尼量计算;
所述初始参数包括种群规模popsize、最大进化代数genmax、染色体长度lchrom、染色体变异概率Pm和最优解不变时发生灾变的代数pregenM;
b.对所述种群中各个量子染色体进行坍缩测量得到染色体二进制串;将所述染色体二进制串解码为两个十进制数,则所述两个十进制数分别为静止同步串联补偿器的安装位置和注入电压幅值;
c.依据所述安装位置和注入电压幅值对包含有所述静止同步串联补偿器的电力系统进行阻尼量计算;依据所述步骤1和步骤3中阻尼量计算的结果计算目标函数的函数值;
d.比较所述种群中每个个体目标函数的函数值,记录该种群的最优个体;
e.对所述种群依次进行量子门更新、量子相干交叉和量子变异,并判断是否对所述种群进行量子灾变;
f.判断所述种群的进化代数是否达到最大进化代数:
若达到,则步骤d得到的所述安装位置和注入电压幅值为最优的静止同步串联补偿器安装位置和注入电压幅值;
若没有达到,则返回步骤b。
其中,按下式确定所述阻尼控制器的传递函数的控制参数的目标函数:
上式中,F为阻尼比,δi为特征根实部,ωi为特征根虚部,n为特征根数目;
按下式确定所述阻尼控制器的传递函数的控制参数的约束条件:
上式中,Tf和Tp与T2和T4一样视为常数,取[5,5,0.05,0.05],G1和G2为增益和时间常数;T1和T3作为待优化变量。
一种静止同步串联补偿器抑制系统次同步振荡装置,如图4所示,所述装置包括:
第一分析模块,用于根据含SSSC的单机无穷大系统的系统线性化模型,将SSSC输出电压与交流线路电流的夹角和SSSC的调制比作为SSSC影响发电机的参数;
第二分析模块,用于根据含SSSC的发电机系统模型,将SSSC装置安装点的电压的频率偏差和有功潮流作为影响SSSC的调制比的参数;
构建模块,用于构建阻尼控制器的传递函数,其中,所述阻尼控制器的输入量包括:所述SSSC装置安装点的电压的频率偏差和有功潮流;
优化模块,用于优化所述阻尼控制器的传递函数的控制参数。
具体的,所述含SSSC的单机无穷大系统的系统线性化模型为:
上式中,δ为系统功角,ω为角速度,E′q为交轴暂态电动势,Eqe为强制空载电动势,TJ为惯性时间常数,T′d0为发电机暂态时间常数,TA和KA均为励磁系统参数,δsc为SSSC输出电压和交流线路电流的夹角,m为调制比,k1至k12均为系统线性化模型参数,按下式确定系统线性化模型参数k1至k12:
上式中,U为接入系统电压,kT为变压器的变比,xd为发电机d轴电抗,x′d为发电机d轴暂态电抗,Udc为直流电容电压,UG为端口电压,UGd为发电机d轴端口电压,UGq为发电机q轴端口电压,xq为发电机q轴电抗,xqΣ、xdΣ和x′dΣ如下式:
所述第二确定模块,包括:
第一确定单元,用于按下式确定含SSSC的发电机系统模型:
上式中,Y为输出量,X为状态变量,U为控制量,A1和B1均为发电机修正模型参数矩阵,ΔPe为SSSC装置安装点的线路潮流中的有功功率,Δf为SSSC装置安装点的电压的频率偏差,ΔU为SSSC装置安装点的电压,P0为潮流平均值,f0为频率平均值;
求解单元,用于求解所述含SSSC的发电机系统模型,获取阻尼的控制量为:
上式中,k为控制增益,kmp、kmf、kmu、kfp、kff和kfu为控制量系数。
所述构建模块,包括:
按下式构建阻尼控制器的传递函数f(s):
上式中,α和β为控制目标权系数,α+β=1,Ti(i=1~4)为待定系数,Tf和Tp为隔直时间常数,G1和G2为控制目标增益,s为复变量。
所述优化模块,包括:
a.确定量子染色体的编码方式,设定所述灾变变速量子遗传算法的初始参数,对不包含有静止同步串联补偿器的电力系统进行阻尼量计算;
所述初始参数包括种群规模popsize、最大进化代数genmax、染色体长度lchrom、染色体变异概率Pm和最优解不变时发生灾变的代数pregenM;
b.对所述种群中各个量子染色体进行坍缩测量得到染色体二进制串;将所述染色体二进制串解码为两个十进制数,则所述两个十进制数分别为静止同步串联补偿器的安装位置和注入电压幅值;
c.依据所述安装位置和注入电压幅值对包含有所述静止同步串联补偿器的电力系统进行阻尼量计算;依据所述步骤1和步骤3中阻尼量计算的结果计算目标函数的函数值;
d.比较所述种群中每个个体目标函数的函数值,记录该种群的最优个体;
e.对所述种群依次进行量子门更新、量子相干交叉和量子变异,并判断是否对所述种群进行量子灾变;
f.判断所述种群的进化代数是否达到最大进化代数:
若达到,则步骤d得到的所述安装位置和注入电压幅值为最优的静止同步串联补偿器安装位置和注入电压幅值;
若没有达到,则返回步骤b。
其中,按下式确定所述阻尼控制器的传递函数的控制参数的目标函数:
上式中,F为阻尼比,δi为特征根实部,ωi为特征根虚部,n为特征根数目;
按下式确定所述阻尼控制器的传递函数的控制参数的约束条件:
上式中,Tf和Tp与T2和T4一样视为常数,取[5,5,0.05,0.05],G1和G2为增益和时间常数;T1和T3作为待优化变量。
本领域内的技术人员应明白,本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此,本申请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,本申请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。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、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。
最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制,尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明,所属领域的普通技术人员应当理解:依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换,而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换,其均应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。
Claims (8)
1.一种静止同步串联补偿器抑制系统次同步振荡方法,其特征在于,所述方法包括:
根据含SSSC的单机无穷大系统的系统线性化模型,将SSSC输出电压与交流线路电流的夹角和SSSC的调制比作为SSSC影响发电机的参数;根据含SSSC的发电机系统模型,将SSSC装置安装点的电压的频率偏差和有功潮流作为影响SSSC的调制比的参数;构建阻尼控制器的传递函数,其中,所述阻尼控制器的输入量包括:所述SSSC装置安装点的电压的频率偏差和有功潮流;
优化所述阻尼控制器的传递函数的控制参数;
按下式确定含SSSC的发电机系统模型:
上式中,Y为输出量,X为状态变量,U为控制量,A1和B1均为发电机修正模型参数矩阵,ΔPe为SSSC装置安装点的线路潮流中的有功功率,Δf为SSSC装置安装点的电压的频率偏差,ΔU为SSSC装置安装点的电压,P0为潮流平均值,f0为频率平均值;
求解所述含SSSC的发电机系统模型,获取阻尼的控制量为:
上式中,kmp、kmf、kmu、kfp、kff和kfu为控制量系数。
3.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述优化所述阻尼控制器的传递函数的控制参数,包括:
a.确定量子染色体的编码方式,设定灾变变速量子遗传算法的初始参数,对不包含有静止同步串联补偿器的电力系统进行阻尼量计算;
所述初始参数包括种群规模popsize、最大进化代数genmax、染色体长度lchrom、染色体变异概率Pm和最优解不变时发生灾变的代数pregenM;
b.对所述种群中各个量子染色体进行坍缩测量得到染色体二进制串;将所述染色体二进制串解码为两个十进制数,则所述两个十进制数分别为静止同步串联补偿器的安装位置和注入电压幅值;
c.依据所述安装位置和注入电压幅值对包含有所述静止同步串联补偿器的电力系统进行阻尼量计算;依据所述步骤a和步骤c中阻尼量计算的结果计算目标函数的函数值;
d.比较所述种群中每个个体目标函数的函数值,记录该种群的最优个体;
e.对所述种群依次进行量子门更新、量子相干交叉和量子变异,并判断是否对所述种群进行量子灾变;
f.判断所述种群的进化代数是否达到最大进化代数:
若达到,则步骤d得到的所述安装位置和注入电压幅值为最优的静止同步串联补偿器安装位置和注入电压幅值;
若没有达到,则返回步骤b。
5.一种静止同步串联补偿器抑制系统次同步振荡装置,其特征在于,所述装置包括:
第一分析模块,用于根据含SSSC的单机无穷大系统的系统线性化模型,将SSSC输出电压与交流线路电流的夹角和SSSC的调制比作为SSSC影响发电机的参数;
第二分析模块,用于根据含SSSC的发电机系统模型,将SSSC装置安装点的电压的频率偏差和有功潮流作为影响SSSC的调制比的参数;
构建模块,用于构建阻尼控制器的传递函数,其中,所述阻尼控制器的输入量包括:所述SSSC装置安装点的电压的频率偏差和有功潮流;
优化模块,用于优化所述阻尼控制器的传递函数的控制参数;
按下式确定含SSSC的发电机系统模型:
上式中,Y为输出量,X为状态变量,U为控制量,A1和B1均为发电机修正模型参数矩阵,ΔPe为SSSC装置安装点的线路潮流中的有功功率,Δf为SSSC装置安装点的电压的频率偏差,ΔU为SSSC装置安装点的电压,P0为潮流平均值,f0为频率平均值;
求解单元,用于求解所述含SSSC的发电机系统模型,获取阻尼的控制量为:
上式中,kmp、kmf、kmu、kfp、kff和kfu为控制量系数。
7.如权利要求5所述的装置,其特征在于,所述优化模块,包括:
a.确定量子染色体的编码方式,设定灾变变速量子遗传算法的初始参数,对不包含有静止同步串联补偿器的电力系统进行阻尼量计算;
所述初始参数包括种群规模popsize、最大进化代数genmax、染色体长度lchrom、染色体变异概率Pm和最优解不变时发生灾变的代数pregenM;
b.对所述种群中各个量子染色体进行坍缩测量得到染色体二进制串;将所述染色体二进制串解码为两个十进制数,则所述两个十进制数分别为静止同步串联补偿器的安装位置和注入电压幅值;
c.依据所述安装位置和注入电压幅值对包含有所述静止同步串联补偿器的电力系统进行阻尼量计算;依据所述步骤a和步骤c中阻尼量计算的结果计算目标函数的函数值;
d.比较所述种群中每个个体目标函数的函数值,记录该种群的最优个体;
e.对所述种群依次进行量子门更新、量子相干交叉和量子变异,并判断是否对所述种群进行量子灾变;
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若达到,则步骤d得到的所述安装位置和注入电压幅值为最优的静止同步串联补偿器安装位置和注入电压幅值;
若没有达到,则返回步骤b。
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