CN113555884B - 确定满足机组动态稳定性的关键参数最优值的方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种确定满足机组动态稳定性的关键参数最优值的方法及系统，包括：将附加调差引入菲利蒲‑海佛隆模型，获取扩展的菲利蒲‑海佛隆模型，确定扩展的菲利蒲‑海佛隆模型的系数，并根据扩展的菲利蒲‑海佛隆模型确定发电机的总体阻尼转矩系数的表达式和总体同步转矩系数的表达式；根据目标机组的电气参数信息、总体阻尼转矩系数的表达式和总体同步转矩系数的表达式，确定励磁控制系统的关键参数对电力系统动态稳定性的影响特性曲线；根据励磁控制系统的关键参数对电力系统动态稳定性的影响特性曲线，确定满足所述目标机组动态稳定性的关键参数最优值。

Description

确定满足机组动态稳定性的关键参数最优值的方法及系统
技术领域
本发明涉及电力系统技术领域，并且更具体地，涉及一种确定满足机组动态稳定性的关键参数最优值的方法及系统。
背景技术
随着包含高比例新能源的特高压交直流大型互联电力系统的发展，电力系统的安全稳定运行日益重要，同步机组对电力系统安全稳定的重要性日显突出。大中型同步发电机组励磁系统对保证系统电压稳定、功角稳定具有十分显著的作用。现在大型电厂大多采用快速励磁控制，在提高电力系统的电压稳定性的同时，需兼顾对机组功角稳定的影响。
另外，电力系统中存在频率为0.1Hz-2.0Hz的低频振荡风险，因此，为保证电网的安全，电网中的主要发电机组应配置电力系统稳定器（PSS）。PSS除能抑制本机型低频振荡外，还应能有效地抑制区域内及区域间低频振荡，即PSS对于在0.1Hz-2.0Hz之内的振荡都有抑制作用。
为保证跨大区交直流混联电网安全稳定运行，对电力系统稳定计算提出了更高的要求。新的电力系统安全稳定导则要求在方式计算中采用实测的励磁、PSS模型参数。通过对电网典型主力机组的发电机励磁系统模型和参数进行测试，为系统稳定分析及电网日常生产调度提供准确的计算数据，是保证电网安全运行和提高劳动生产率的有效措施，具有重要的社会意义和经济效益。
现有的同步机组励磁参数的确定方法包括：首先发电机空载时，进行发电机励磁建模试验，测量相关发电机励磁系统参数，配置励磁调节器机端电压主控制环的控制参数数值。励磁建模试验包括：（1）励磁机空载特性试验；（2）励磁机负载特性试验；（3）励磁机时间常数测试；（4）发电机空载特性试验；（5）发电机开环放大倍数测量试验；（6）发电机开路转子直轴暂态时间常数测试；（7）发电机空载大阶跃响应试验；（8）发电机空载小阶跃响应试验，设置励磁系统的主控制环参数。然后在发电机负载时，进行附加调差系数极性测试及设置调差系数最终数值。由于大部分大中型发电机均采用单元接线方式，所以一般情况下调差系数设为负调差以补偿部分主变压器电抗。当前调差系数或者在同一省级调度范围内设为统一数值，或者由现场试验人员随机设置。
现有技术的缺点主要体现在：
第一，励磁系统的主控制环参数设置仅在达到统一的行业标准（比如，DL/T843-2010大中型汽轮发电机励磁系统技术条件）后，即认为满足要求。从而导致在“统一标准”之上，各机组性能参差不齐，差别巨大,随机性强，并未充分发挥不同机组对系统动态稳定的提升潜力，对不同机组缺乏具体优化配置要求。
第二，现有技术仅从单个发电机组角度出发，未考虑电力系统整体稳定对特定机组励磁系统的要求。导致有的关键机组参数设置不当从而弱化了系统阻尼，有的机组参数设置阻尼较好，但对系统阻尼贡献意义不大，反而牺牲了其他方面的性能。
第三，现有技术励磁参数设置要么刻板统一，要么随机无序，没有考虑具体发电机本体电气参数不同、主变压器参数不同、与系统电气联系不同等特点。导致有的机组调节能力无法充分发挥，有的机组调节能力可以较好发挥却对系统整体稳定意义不大。
发明内容
本发明提出一种确定满足机组动态稳定性的关键参数最优值的方法及系统，以解决如何确定满足机组动态稳定性的关键参数最优值的问题。
为了解决上述问题，根据本发明的一个方面，提供了一种确定满足机组动态稳定性的关键参数最优值的方法，所述方法包括：
将附加调差引入菲利蒲-海佛隆模型，获取扩展的菲利蒲-海佛隆模型，确定扩展的菲利蒲-海佛隆模型的系数，并根据扩展的菲利蒲-海佛隆模型确定发电机的总体阻尼转矩系数的表达式和总体同步转矩系数的表达式；
根据目标机组的电气参数信息、总体阻尼转矩系数的表达式和总体同步转矩系数的表达式，确定励磁控制系统的关键参数对电力系统动态稳定性的影响特性曲线；
根据励磁控制系统的关键参数对电力系统动态稳定性的影响特性曲线，确定满足所述目标机组动态稳定性的关键参数最优值。
优选地，其中所述关键参数包括：比例系数、积分系数、微分环节系数和/或调差系数。
优选地，其中，所述根据励磁控制系统的关键参数对电力系统动态稳定性的影响特性曲线，确定满足所述目标机组动态稳定水平的关键参数最优值，包括：
根据励磁控制系统的关键参数对电力系统动态稳定性的影响特性曲线，确定初始的关键参数值；
根据当前的关键参数值进行仿真计算，确定所述目标机组的静态稳定极限值和暂态稳定极限值；
若当前的静态稳定极限值和暂态稳定极限值均满足预设要求，则确定当前的关键参数值为满足所述目标机组动态稳定水平的关键参数最优值。
优选地，其中所述方法还包括：
若当前的静态稳定极限值或暂态稳定极限值不满足预设要求，则根据所述当前的关键参数值和影响特性曲线，按照预设更新策略对关键参数值进行更新，并重新根据当前的关键参数值进行仿真计算，直至静态稳定极限值和暂态稳定极限值均满足预设要求时，确定当前的关键参数值为满足所述目标机组动态稳定水平的关键参数最优值。
优选地，其中所述方法还包括：
根据所述目标机组在电力系统的典型运行方式下的运行数据进行动态稳定小干扰分析，确定表征所述目标机组动态稳定性特征的参与因子、振荡频率和阻尼；
根据表征所述目标机组动态稳定性特征的振荡频率、阻尼和所述关键参数最优值，确定电力系统稳定器PSS的参数配置值。
优选地，其中所述根据表征所述目标机组动态稳定性特征的振荡频率、阻尼和所述关键参数的最优值确定电力系统稳定器PSS的参数配置值，包括：
根据所述关键参数最优值，进行所述励磁系统的励磁控制器的关键参数的配置；
根据所述励磁控制器，测量所述目标机组在励磁系统处于预设频段范围内的频率响应特性；
根据所述频率响应特性、振荡频率和阻尼，确定满足相位补偿要求的PSS隔直环节时间常数和PSS相位补偿环节时间常数的配置值；
进行PSS临界增益测试实验，按照预设调整步长调整PSS直流增益，以确定PSS临界增益值，并根据所述PSS临界增益值，确定PSS的直流增益配置值；
确定发电机机端电压，并根据所述发电机机端电压和表征所述目标机组动态稳定性特征的参与因子，确定PSS输出限幅值的配置值。
优选地，其中所述预设频段范围为：[0.1Hz,2.0Hz]。
根据本发明的另一个方面，提供了一种确定满足机组动态稳定性的关键参数最优值的系统，所述系统包括：
表达式确定单元，用于将附加调差引入菲利蒲-海佛隆模型，获取扩展的菲利蒲-海佛隆模型，确定扩展的菲利蒲-海佛隆模型的系数，并根据扩展的菲利蒲-海佛隆模型确定发电机的总体阻尼转矩系数的表达式和总体同步转矩系数的表达式；
影响特性确定单元，用于根据目标机组的电气参数信息、总体阻尼转矩系数的表达式和总体同步转矩系数的表达式，确定励磁控制系统的关键参数对电力系统动态稳定性的影响特性曲线；
关键参数的最优值确定单元，用于根据励磁控制系统的关键参数对电力系统动态稳定性的影响特性曲线，确定满足所述目标机组动态稳定性的关键参数最优值。
优选地，其中在所述影响特性确定单元，所述关键参数包括：比例系数、积分系数、微分环节系数和/或调差系数。
优选地，其中所述关键参数最优值确定单元，根据励磁控制系统的关键参数对电力系统动态稳定性的影响特性曲线，确定满足所述目标机组动态稳定水平的关键参数最优值，包括：
根据励磁控制系统的关键参数对电力系统动态稳定性的影响特性曲线，确定初始的关键参数值；
根据当前的关键参数值进行仿真计算，确定所述目标机组的静态稳定极限值和暂态稳定极限值；
若当前的静态稳定极限值和暂态稳定极限值均满足预设要求，则确定当前的关键参数值为满足所述目标机组动态稳定水平的关键参数最优值。
优选地，其中所述关键参数最优值确定单元，还包括：
若当前的静态稳定极限值或暂态稳定极限值不满足预设要求，则根据所述当前的关键参数值和影响特性曲线，按照预设更新策略对关键参数值进行更新，并重新根据当前的关键参数值进行仿真计算，直至静态稳定极限值和暂态稳定极限值均满足预设要求时，确定当前的关键参数值为满足所述目标机组动态稳定水平的关键参数最优值。
优选地，其中所述系统还包括：
运行数据分析单元，用于根据所述目标机组在电力系统的典型运行方式下的运行数据进行动态稳定小干扰分析，确定表征所述目标机组动态稳定性特征的参与因子、振荡频率和阻尼；
参数配置值确定单元，根据表征所述目标机组动态稳定性特征的振荡频率、阻尼和所述关键参数最优值，确定电力系统稳定器PSS的参数配置值。
优选地，其中所述参数配置值确定单元，根据表征所述目标机组动态稳定性特征的振荡频率、阻尼和所述关键参数的最优值确定电力系统稳定器PSS的参数配置值，包括：
根据所述关键参数最优值，进行所述励磁系统的励磁控制器的关键参数的配置；
根据所述励磁控制器，测量所述目标机组在励磁系统处于预设频段范围内的频率响应特性；
根据所述频率响应特性、振荡频率和阻尼，确定满足相位补偿要求的PSS隔直环节时间常数和PSS相位补偿环节时间常数的配置值；
进行PSS临界增益测试实验，按照预设调整步长调整PSS直流增益，以确定PSS临界增益值，并根据所述PSS临界增益值，确定PSS的直流增益配置值；
确定发电机机端电压，并根据所述发电机机端电压和表征所述目标机组动态稳定性特征的参与因子，确定PSS输出限幅值的配置值。
优选地，其中在所述参数配置值确定单元，预设频段范围为：[0.1Hz,2.0Hz]。
基于本发明的另一方面，本发明提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现一种确定满足机组动态稳定性的关键参数最优值的方法中任一项的步骤。
基于本发明的另一方面，本发明提供一种电子设备，包括：
上述的计算机可读存储介质；以及
一个或多个处理器，用于执行所述计算机可读存储介质中的程序。
本发明提供了一种确定满足机组动态稳定性的关键参数最优值的方法及系统，基于励磁控制系统的关键参数对电力系统动态稳定性的影响特性曲线，快速准确地确定关键参数最优值，从而能够基于关键参数最优值进行电力系统稳定器PSS的参数优化配置，方法合理有效，适合实际工程应用；在考虑电力系统整体动态稳定对目标机组的要求前提下，对目标发电机组励磁参数进行优化配置，使励磁参数配置兼顾目标机组和电力系统整体两方面需求，能够使发电机组励磁参数配置做到有章可循，既不刻板统一、又不随机无序。
附图说明
通过参考下面的附图，可以更为完整地理解本发明的示例性实施方式：
图1为根据本发明实施方式的确定满足机组动态稳定性的关键参数最优值的方法100的流程图；
图2为根据本发明实施方式的扩展的菲利蒲－海佛隆模型的结构框图；
图3为根据本发明实施方式的计算用单机-无穷大母线系统的示意图；
图4为根据本发明实施方式的某机组单机系统振荡阻尼比随励磁动态增益变化特性曲线图；
图5为根据本发明实施方式的确定满足机组动态稳定性的关键参数最优值的系统500的结构示意图。
具体实施方式
现在参考附图介绍本发明的示例性实施方式，然而，本发明可以用许多不同的形式来实施，并且不局限于此处描述的实施例，提供这些实施例是为了详尽地且完全地公开本发明，并且向所属技术领域的技术人员充分传达本发明的范围。对于表示在附图中的示例性实施方式中的术语并不是对本发明的限定。在附图中，相同的单元/元件使用相同的附图标记。
除非另有说明，此处使用的术语（包括科技术语）对所属技术领域的技术人员具有通常的理解含义。另外，可以理解的是，以通常使用的词典限定的术语，应当被理解为与其相关领域的语境具有一致的含义，而不应该被理解为理想化的或过于正式的意义。
图1为根据本发明实施方式的确定满足机组动态稳定性的关键参数最优值的方法100的流程图。如图1所示，本发明实施方式提供的确定满足机组动态稳定性的关键参数最优值的方法 100，从步骤101处开始，在步骤101 ，将附加调差引入菲利蒲-海佛隆模型，获取扩展的菲利蒲-海佛隆模型，确定扩展的菲利蒲-海佛隆模型的系数，并根据扩展的菲利蒲-海佛隆模型确定发电机的总体阻尼转矩系数的表达式和总体同步转矩系数的表达式。
在本发明中，考虑附加调差的扩展的菲利蒲-海佛隆模型如图2所示，不失一般性，设励磁系统传递函数为
Figure 542294DEST_PATH_IMAGE001
，其中
Figure DEST_PATH_IMAGE002
为电压调节器动态增益，
Figure 52909DEST_PATH_IMAGE003
是励磁调节器电压反馈时间常数。励磁系统附加转矩的表达式为：
Figure DEST_PATH_IMAGE004
(1)
其中，
Figure 645696DEST_PATH_IMAGE005
为凸极发电机开路d轴暂态时间常数。
以
Figure DEST_PATH_IMAGE006
代入上述公式，便可得到励磁附加阻尼转矩系数
Figure 837643DEST_PATH_IMAGE007
的表达式为：
Figure DEST_PATH_IMAGE008
(2)
式中，
Figure 963600DEST_PATH_IMAGE009
，
Figure DEST_PATH_IMAGE010
为系统的振荡频率，此时系统振荡频率仍然未知。
由于发电机自身阻尼绕组带来的阻尼系数D与励磁无关，为研究方便，可假设D=0，因此，则可得到凸极发电机总体阻尼转矩系数
Figure 848379DEST_PATH_IMAGE011
为：
Figure DEST_PATH_IMAGE012
(3)
也可得发电机总体同步转矩系数
Figure 725199DEST_PATH_IMAGE013
为：
Figure DEST_PATH_IMAGE014
(4)
以图3所示单机无穷大模型为例，对阻尼转矩系数和同步转矩系数的计算分析过程进行说明。对图3所示单机-无穷大母线系统，给定系统电压Vs，发电机电压Vt、发电机有功P和无功Q，发电机电抗
Figure 235684DEST_PATH_IMAGE015
，外部电抗
Figure DEST_PATH_IMAGE016
，可以计算出
Figure 170142DEST_PATH_IMAGE017
，进而计算菲利蒲-海佛隆模型系数K1-K6及
Figure DEST_PATH_IMAGE018
和
Figure 773293DEST_PATH_IMAGE019
。根据系统状态方程可求得系统振荡频率
Figure DEST_PATH_IMAGE020
，代入式(1)、(2)、(3)和(4)，可以求得励磁附加同步转矩系数
Figure 793201DEST_PATH_IMAGE021
、励磁附加同步转矩系数
Figure DEST_PATH_IMAGE022
与发电机总体同步转矩系数
Figure 372956DEST_PATH_IMAGE023
和总体同步转矩系数
Figure DEST_PATH_IMAGE024
。
本发明中，求取振荡频率时，基于对电压测量时间常数TA的不同处理，可采用与前文技术方案（3）不同的状态方程及特征值。
设励磁系统传递函数为
Figure 489817DEST_PATH_IMAGE025
，不考虑发电机阻尼绕组（D=0），根据图3可写出有附加调差的系统状态方程组：
Figure DEST_PATH_IMAGE026
(5)
设式(5)式的系数矩阵为A，利用如下公式计算所述系统特征方程的系数矩阵A的特征值，包括：
Figure 529448DEST_PATH_IMAGE027
(6)
其中，A的特征值中有两个互为共轭的复数
Figure DEST_PATH_IMAGE028
和一个实数；
Figure 817079DEST_PATH_IMAGE029
(7)
其中，
Figure DEST_PATH_IMAGE030
为系统的振荡频率；
Figure 685678DEST_PATH_IMAGE031
为阻尼比；
Figure DEST_PATH_IMAGE032
为衰减系数；
Figure 938935DEST_PATH_IMAGE033
为电压调节器动态增益；
Figure DEST_PATH_IMAGE034
和
Figure 116845DEST_PATH_IMAGE035
均为扩展的菲利蒲-海佛隆模型的系数；
Figure DEST_PATH_IMAGE036
为凸极发电机开路d轴暂态时间常数；
Figure 642504DEST_PATH_IMAGE037
为励磁调节器电压反馈时间常数；
Figure DEST_PATH_IMAGE038
为发电机惯性时间常数。
将
Figure 331105DEST_PATH_IMAGE030
代入式(1)、(2)、(3)和(4)，同样可以求得励磁附加同步转矩系数
Figure 94662DEST_PATH_IMAGE039
、励磁附加同步转矩系数
Figure DEST_PATH_IMAGE040
与发电机总体同步转矩系数
Figure 974631DEST_PATH_IMAGE041
和总体同步转矩系数
Figure DEST_PATH_IMAGE042
。
在步骤102，根据目标机组的电气参数信息、总体阻尼转矩系数的表达式和总体同步转矩系数的表达式，确定励磁控制系统的关键参数对电力系统动态稳定性的影响特性曲线。
在本发明中，收集整理目标机组的发电机、主变压器、线路、运行工况等电气参数资料，将收集的目标机组参数代入公式(3)和公式(4)，针对可在现场设置的励磁控制系统的比例、积分、微分环节、调差系数等关键参数，计算分析其对电力系统动态稳定的影响特性曲线。如图4所示，为某机组单机系统振荡阻尼比随励磁动态增益变化特性曲线图。
在步骤103，根据励磁控制系统的关键参数对电力系统动态稳定性的影响特性曲线，确定满足所述目标机组动态稳定性的关键参数最优值。
优选地，其中所述关键参数包括：比例系数、积分系数、微分环节系数和/或调差系数。
优选地，其中所述根据励磁控制系统的关键参数对电力系统动态稳定性的影响特性曲线，确定满足所述目标机组动态稳定水平的关键参数最优值，包括：
根据励磁控制系统的关键参数对电力系统动态稳定性的影响特性曲线，确定初始的关键参数值；
根据当前的关键参数值进行仿真计算，确定所述目标机组的静态稳定极限值和暂态稳定极限值；
若当前的静态稳定极限值和暂态稳定极限值均满足预设要求，则确定当前的关键参数值为满足所述目标机组动态稳定水平的关键参数最优值。
优选地，其中所述方法还包括：
若当前的静态稳定极限值或暂态稳定极限值不满足预设要求，则根据所述当前的关键参数值和影响特性曲线，按照预设更新策略对关键参数值进行更新，并重新根据当前的关键参数值进行仿真计算，直至静态稳定极限值和暂态稳定极限值均满足预设要求时，确定当前的关键参数值为满足所述目标机组动态稳定水平的关键参数最优值。
在本发明中，根据步骤102得到的不同关键参数对应的特性曲线分析结果，确定励磁控制系统的比例、积分、微分环节、调差系数等关键参数对动态稳定而言的最佳数值作为初始的关键参数值。然后，将当前的关键参数的参数值代入电力系统稳定计算软件计算目标机组的静态稳定极限和暂态稳定极限。然后判断当前的静态稳定极限值和暂态稳定极限值均满足预设要求，则确定当前的关键参数值为满足所述目标机组动态稳定水平的关键参数最优值；反之，若当前的静态稳定极限值或暂态稳定极限值不满足预设要求，则根据所述当前的关键参数值和影响特性曲线，按照预设更新策略对关键参数值进行更新，并重新根据当前的关键参数值进行仿真计算，直至静态稳定极限值和暂态稳定极限值均满足预设要求时，确定当前的关键参数值为满足所述目标机组动态稳定水平的关键参数最优值，从而对在励磁调节器进行现场设置的关键参数，给出推荐参数设置建议。本发明能够保证所选择的关键参数的参数数值在提高目标机组动态稳定水平的同时，不影响机组的静态稳定极限和暂态稳定极限。
优选地，其中所述方法还包括：
根据所述目标机组在电力系统的典型运行方式下的运行数据进行动态稳定小干扰分析，确定表征所述目标机组动态稳定性特征的参与因子、振荡频率和阻尼；
根据表征所述目标机组动态稳定性特征的参与因子、振荡频率、阻尼和所述关键参数最优值，确定电力系统稳定器PSS的参数配置值。
优选地，其中所述根据表征所述目标机组动态稳定性特征的参与因子、振荡频率、阻尼和所述关键参数的最优值确定电力系统稳定器PSS的参数配置值，包括：
根据所述关键参数最优值，进行所述励磁系统的励磁控制器的关键参数的配置；
根据所述励磁控制器，测量所述目标机组在励磁系统处于预设频段范围内的频率响应特性；
根据所述频率响应特性、振荡频率和阻尼，确定满足相位补偿要求的PSS隔直环节时间常数和PSS相位补偿环节时间常数的配置值；
进行PSS临界增益测试实验，按照预设调整步长调整PSS直流增益，以确定PSS临界增益值，并根据所述PSS临界增益值，确定PSS的直流增益配置值；
确定发电机机端电压，并根据所述发电机机端电压和表征所述目标机组动态稳定性特征的参与因子，确定PSS输出限幅值的配置值。
优选地，其中所述预设频段范围为：[0.1Hz,2.0Hz]。
在本发明中，对目标机组所在电力系统的夏季、冬季典型运行方式下的运行数据进行动态稳定小干扰分析，分析目标机组参与的典型低频振荡模式，从而确定表征所述目标机组动态稳定性特征的参与因子、振荡频率和阻尼。
在本发明中，励磁主控制环节等关键参数设定后，根据相关标准（DL/T1167 电力系统稳定器试验导则）提出电力系统稳定器PSS参数配置建议。PSS参数包括：隔直环节时间常数、直流增益、相位补偿环节各时间常数、输出限幅值。
其中，PSS参数的确定过程为：首先据所述关键参数最优值，进行所述励磁系统的励磁控制器的关键参数的配置；然后，根据配置好参数的励磁控制器，测量目标机组给定工况下励磁系统在0.1 Hz-2.0Hz频段的频率响应特性；然后，根据所述频率响应特性、振荡频率和阻尼，计算隔直环节时间常数、PSS相位补偿环节各时间常数，使配置PSS后的励磁系统频率响应特性满足相关标准（DL/T1167 电力系统稳定器试验导则）在0.1 Hz-2.0Hz频段的相位补偿要求；然后，确定相位补偿环节各时间常数后，进行PSS临界增益测试试验，按照预设调整步长调整PSS直流增益，以确定PSS临界增益值，并根据所述PSS临界增益值，最终确定PSS的直流增益配置值；然后，确定发电机机端电压，并根据所述发电机机端电压和表征所述目标机组动态稳定性特征的参与因子，确定PSS输出限幅值的配置值。
其中，频率响应特性在[0.1Hz,2.0Hz]范围内每个频率点对应一个相位A，PSS参数确定后在每个频率点也可得到一个相位B，只要满足在每个频率点的A+B之和尽量接近-90度，即可认为PSS参数是合格的。
其中，输出限幅值一般取发电机机端电压的±5%、或±10%之间。如果希望阻尼强些就设为±10%，否则就设为±5%。对于参与因子，如果机组的参与因子较大，比如在所有机组对应的参与因子中排在前10名，就可以在±10%之间选取；如果参与因子较小，在所有机组对应的参与因子中排在前10名之后，就可以在±5%之间选取。
与最接近的现有技术比，本发明提供的技术方案具有以下有益效果：
（1）本发明提供的技术方案中，在现有标准的基础上，进一步提升不同机组对系统动态稳定的潜力，实现了对不同机组进行励磁参数精准优化配置，步骤清晰，基于实际电力系统数据，方法合理有效，适合实际工程应用；
（2）本发明提供的技术方案在考虑电力系统整体动态稳定对目标机组的要求前提下，对目标发电机组励磁参数进行优化配置，使励磁参数配置兼顾目标机组和电力系统整体两方面需求；
（3）本发明使发电机组励磁参数配置做到有章可循，既不刻板统一、又不随机无序。励磁参数设置在满足相关标准的基础上，既要考虑系统整体动态稳定，还应考虑具体发电机本体电气参数不同、主变压器参数不同、与系统电气联系不同等特点。
图5为根据本发明实施方式的确定满足机组动态稳定性的关键参数最优值的系统500的结构示意图。如图5所示，本发明实施方式提供的确定满足机组动态稳定性的关键参数最优值的系统500，包括：表达式确定单元501、影响特性确定单元502和关键参数的最优值确定单元503。
优选地，所述表达式确定单元501，用于将附加调差引入菲利蒲-海佛隆模型，获取扩展的菲利蒲-海佛隆模型，确定扩展的菲利蒲-海佛隆模型的系数，并根据扩展的菲利蒲-海佛隆模型确定发电机的总体阻尼转矩系数的表达式和总体同步转矩系数的表达式。
优选地，所述影响特性确定单元502，用于根据目标机组的电气参数信息、总体阻尼转矩系数的表达式和总体同步转矩系数的表达式，确定励磁控制系统的关键参数对电力系统动态稳定性的影响特性曲线。
优选地，其中在所述影响特性确定单元502，所述关键参数包括：比例系数、积分系数、微分环节系数和/或调差系数。
优选地，所述关键参数最优值确定单元503，用于根据励磁控制系统的关键参数对电力系统动态稳定性的影响特性曲线，确定满足所述目标机组动态稳定性的关键参数最优值。
优选地，其中所述关键参数最优值确定单元503，根据励磁控制系统的关键参数对电力系统动态稳定性的影响特性曲线，确定满足所述目标机组动态稳定水平的关键参数最优值，包括：
根据励磁控制系统的关键参数对电力系统动态稳定性的影响特性曲线，确定初始的关键参数值；
根据当前的关键参数值进行仿真计算，确定所述目标机组的静态稳定极限值和暂态稳定极限值；
若当前的静态稳定极限值和暂态稳定极限值均满足预设要求，则确定当前的关键参数值为满足所述目标机组动态稳定水平的关键参数最优值。
优选地，其中所述关键参数最优值确定单元503，还包括：
若当前的静态稳定极限值或暂态稳定极限值不满足预设要求，则根据所述当前的关键参数值和影响特性曲线，按照预设更新策略对关键参数值进行更新，并重新根据当前的关键参数值进行仿真计算，直至静态稳定极限值和暂态稳定极限值均满足预设要求时，确定当前的关键参数值为满足所述目标机组动态稳定水平的关键参数最优值。
优选地，其中所述系统还包括：
运行数据分析单元，用于根据所述目标机组在电力系统的典型运行方式下的运行数据进行动态稳定小干扰分析，确定表征所述目标机组动态稳定性特征的参与因子、振荡频率和阻尼；
参数配置值确定单元，根据表征所述目标机组动态稳定性特征的振荡频率、阻尼和所述关键参数最优值，确定电力系统稳定器PSS的参数配置值。
优选地，其中所述参数配置值确定单元，根据表征所述目标机组动态稳定性特征的振荡频率、阻尼和所述关键参数的最优值确定电力系统稳定器PSS的参数配置值，包括：
根据所述关键参数最优值，进行所述励磁系统的励磁控制器的关键参数的配置；
根据所述励磁控制器，测量所述目标机组在励磁系统处于预设频段范围内的频率响应特性；
根据所述频率响应特性、振荡频率和阻尼，确定满足相位补偿要求的PSS隔直环节时间常数和PSS相位补偿环节时间常数的配置值；
进行PSS临界增益测试实验，按照预设调整步长调整PSS直流增益，以确定PSS临界增益值，并根据所述PSS临界增益值，确定PSS的直流增益配置值；
确定发电机机端电压，并根据所述发电机机端电压和表征所述目标机组动态稳定性特征的参与因子，确定PSS输出限幅值的配置值。
优选地，其中在所述参数配置值确定单元，预设频段范围为：[0.1Hz,2.0Hz]。
本发明的实施例的确定满足机组动态稳定性的关键参数最优值的系统500与本发明的另一个实施例的确定满足机组动态稳定性的关键参数最优值的方法100相对应，在此不再赘述。
本发明提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现一种确定满足机组动态稳定性的关键参数最优值的方法中任一项的步骤。
基于本发明的另一方面，本发明提供一种电子设备，其特征在于，包括： 上述的计算机可读存储介质；以及 一个或多个处理器，用于执行所述计算机可读存储介质中的程序
已经通过参考少量实施方式描述了本发明。然而，本领域技术人员所公知的，正如附带的专利权利要求所限定的，除了本发明以上公开的其他的实施例等同地落在本发明的范围内。
通常地，在权利要求中使用的所有术语都根据他们在技术领域的通常含义被解释，除非在其中被另外明确地定义。所有的参考“一个/所述/该[装置、组件等]”都被开放地解释为所述装置、组件等中的至少一个实例，除非另外明确地说明。这里公开的任何方法的步骤都没必要以公开的准确的顺序运行，除非明确地说明。
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 (10)

1.一种确定满足机组动态稳定性的关键参数最优值的方法，其特征在于，所述方法包括：
将附加调差引入菲利蒲-海佛隆模型，获取扩展的菲利蒲-海佛隆模型，确定扩展的菲利蒲-海佛隆模型的系数，并根据扩展的菲利蒲-海佛隆模型确定发电机的总体阻尼转矩系数的表达式和总体同步转矩系数的表达式；
根据目标机组的电气参数信息、总体阻尼转矩系数的表达式和总体同步转矩系数的表达式，确定励磁控制系统的关键参数对电力系统动态稳定性的影响特性曲线；
根据励磁控制系统的关键参数对电力系统动态稳定性的影响特性曲线，确定满足所述目标机组动态稳定性的关键参数最优值；
其中，所述关键参数包括：比例系数、积分系数、微分环节系数和/或调差系数；
所述根据励磁控制系统的关键参数对电力系统动态稳定性的影响特性曲线，确定满足所述目标机组动态稳定水平的关键参数最优值，包括：
根据励磁控制系统的关键参数对电力系统动态稳定性的影响特性曲线，确定初始的关键参数值；
根据当前的关键参数值进行仿真计算，确定所述目标机组的静态稳定极限值和暂态稳定极限值；
若当前的静态稳定极限值和暂态稳定极限值均满足预设要求，则确定当前的关键参数值为满足所述目标机组动态稳定水平的关键参数最优值；
其中，所述方法还包括：
若当前的静态稳定极限值或暂态稳定极限值不满足预设要求，则根据所述当前的关键参数值和影响特性曲线，按照预设更新策略对关键参数值进行更新，并重新根据当前的关键参数值进行仿真计算，直至静态稳定极限值和暂态稳定极限值均满足预设要求时，确定当前的关键参数值为满足所述目标机组动态稳定水平的关键参数最优值。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
根据所述目标机组在电力系统的典型运行方式下的运行数据进行动态稳定小干扰分析，确定表征所述目标机组动态稳定性特征的参与因子、振荡频率和阻尼；
根据表征所述目标机组动态稳定性特征的参与因子、振荡频率、阻尼和所述关键参数最优值，确定电力系统稳定器PSS的参数配置值。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据表征所述目标机组动态稳定性特征的参与因子、振荡频率、阻尼和所述关键参数的最优值确定电力系统稳定器PSS的参数配置值，包括：
根据所述关键参数最优值，进行励磁系统的励磁控制器的关键参数的配置；
根据所述励磁控制器，测量所述目标机组在励磁系统处于预设频段范围内的频率响应特性；
根据所述频率响应特性、振荡频率和阻尼，确定满足相位补偿要求的PSS隔直环节时间常数和PSS相位补偿环节时间常数的配置值；
进行PSS临界增益测试实验，按照预设调整步长调整PSS直流增益，以确定PSS临界增益值，并根据所述PSS临界增益值，确定PSS的直流增益配置值；
确定发电机机端电压，并根据所述发电机机端电压和表征所述目标机组动态稳定性特征的参与因子，确定PSS输出限幅值的配置值。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述预设频段范围为：[0.1Hz,2.0Hz]。
5.一种确定满足机组动态稳定性的关键参数最优值的系统，其特征在于，所述系统包括：
表达式确定单元，用于将附加调差引入菲利蒲-海佛隆模型，获取扩展的菲利蒲-海佛隆模型，确定扩展的菲利蒲-海佛隆模型的系数，并根据扩展的菲利蒲-海佛隆模型确定发电机的总体阻尼转矩系数的表达式和总体同步转矩系数的表达式；
影响特性确定单元，用于根据目标机组的电气参数信息、总体阻尼转矩系数的表达式和总体同步转矩系数的表达式，确定励磁控制系统的关键参数对电力系统动态稳定性的影响特性曲线；
关键参数的最优值确定单元，用于根据励磁控制系统的关键参数对电力系统动态稳定性的影响特性曲线，确定满足所述目标机组动态稳定性的关键参数最优值；
其中，在所述影响特性确定单元，所述关键参数包括：比例系数、积分系数、微分环节系数和/或调差系数；
所述关键参数最优值确定单元，根据励磁控制系统的关键参数对电力系统动态稳定性的影响特性曲线，确定满足所述目标机组动态稳定水平的关键参数最优值，包括：
根据励磁控制系统的关键参数对电力系统动态稳定性的影响特性曲线，确定初始的关键参数值；
根据当前的关键参数值进行仿真计算，确定所述目标机组的静态稳定极限值和暂态稳定极限值；
若当前的静态稳定极限值和暂态稳定极限值均满足预设要求，则确定当前的关键参数值为满足所述目标机组动态稳定水平的关键参数最优值；
其中，所述关键参数最优值确定单元，还包括：
若当前的静态稳定极限值或暂态稳定极限值不满足预设要求，则根据所述当前的关键参数值和影响特性曲线，按照预设更新策略对关键参数值进行更新，并重新根据当前的关键参数值进行仿真计算，直至静态稳定极限值和暂态稳定极限值均满足预设要求时，确定当前的关键参数值为满足所述目标机组动态稳定水平的关键参数最优值。
6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：
运行数据分析单元，用于根据所述目标机组在电力系统的典型运行方式下的运行数据进行动态稳定小干扰分析，确定表征所述目标机组动态稳定性特征的参与因子、振荡频率和阻尼；
参数配置值确定单元，根据表征所述目标机组动态稳定性特征的振荡频率、阻尼和所述关键参数最优值，确定电力系统稳定器PSS的参数配置值。
7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述参数配置值确定单元，根据表征所述目标机组动态稳定性特征的振荡频率、阻尼和所述关键参数的最优值确定电力系统稳定器PSS的参数配置值，包括：
根据所述关键参数最优值，进行励磁系统的励磁控制器的关键参数的配置；
根据所述励磁控制器，测量所述目标机组在励磁系统处于预设频段范围内的频率响应特性；
根据所述频率响应特性、振荡频率和阻尼，确定满足相位补偿要求的PSS隔直环节时间常数和PSS相位补偿环节时间常数的配置值；
进行PSS临界增益测试实验，按照预设调整步长调整PSS直流增益，以确定PSS临界增益值，并根据所述PSS临界增益值，确定PSS的直流增益配置值；
确定发电机机端电压，并根据所述发电机机端电压和表征所述目标机组动态稳定性特征的参与因子，确定PSS输出限幅值的配置值。
8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，在所述参数配置值确定单元，预设频段范围为：[0.1Hz,2.0Hz]。
9.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求1-4中任一项所述方法的步骤。
10. 一种电子设备，其特征在于，包括：
权利要求9中所述的计算机可读存储介质；以及
一个或多个处理器，用于执行所述计算机可读存储介质中的程序。
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