论文摘要
现代电力工业长距离、大容量的电网互联为系统运行带来经济性和可靠性的同时,使得电力系统动态特性和稳定问题变得越来越复杂,系统出现了频率介于0.2到2.5Hz之间的低频振荡现象。低频振荡严重威胁电网的安全稳定运行,成为区域间电能交换的传输瓶颈。电力系统稳定器（Power System Stabilizer, PSS）作为一种发电机附加励磁控制装置,能够有效地为系统提供正阻尼,提高电网运行的稳定水平,因而成为应用最为广泛的阻尼控制措施。作为PSS设计的基本问题之一,PSS参数优化问题近年来已成为研究低频振荡的一个热点问题,对提高电力系统的稳定性具有非常重要的现实意义。本文以PSS为研究对象,主要对PSS的参数优化问题进行研究。本文首先介绍了电力系统小干扰稳定性分析基础和PSS抑制低频振荡的基本原理,对含PSS的电力系统进行动态时域仿真,分析了PSS的引入对电力系统稳定性的影响。然后利用特征值分析法对系统进行小干扰稳定性计算,从频域角度定量分析PSS对系统弱阻尼机电振荡模式的改善作用。为了使传统超前-滞后补偿结构的PSS有效地发挥阻尼性能,本文对PSS参数优化问题进行了研究。为了克服标准粒子群优化方法的不足,结合混沌搜索技术,提出了一种基于种群收敛程度和个体适应值自适应调整惯性权重的自适应混沌粒子群优化算法,该算法兼顾全局寻优和局部寻优,能够有效地避免早熟。然后将该优化方法用于PSS参数的全局协调优化。算例结果表明该方法具有比常规粒子群优化算法更强的全局搜索能力,配置了经该方法参数优化的PSS后,系统弱阻尼机电振荡模式阻尼得到明显改善,稳定性得到了有效地提高。在对PSS参数优化问题进行数学建模时,通常是将电力系统在稳定运行点处线性化,忽略了非线性特性对系统动态行为的影响。本文根据系统质量指标ITAE准则,以系统所有发电机转速偏差同时间的乘积作时间积分作为PSS参数优化问题的目标函数,在降低建模难度的同时,考虑了系统非线性部分对系统动态性能的影响。通过两区四机系统算例时域仿真结果显示,以ITAE质量指标作为优化目标函数,利用ACPSO进行参数优化的PSS能够有效地增强系统阻尼,减小系统振荡超调量和调整时间,快速平息多种扰动引起的系统振荡。
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标签：低频振荡论文; 电力系统稳定器论文; 参数优化论文; 自适应混沌粒子群算法论文;