一种抑制超低频振荡的水轮机调速系统参数设置方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN108616123A(43)申请公布日2018.10.02(21)申请号201810461438.8(22)申请日2018.05.15(71)申请人电子科技大学地址611731四川省成都市高新区（西区）西源大道2006号(72)发明人易建波黄琦井实张国洲董彬彬(74)专利代理机构成都行之专利代理事务所(普通合伙)51220代理人温利平(51)Int.Cl.H02J3/00(2006.01)H02J3/38(2006.01)权利要求书2页说明书6页附图3页(54)发明名称一种抑制超低频振荡的水轮机调速系统参数设置方法(57)摘要本发明公开了一种抑制超低频振荡的水轮机调速系统参数设置方法，首先依据复转矩系数法设置频域性能指标，再依据改进型ITAE准则设置时域性能指标；然后基于信息熵理论对于频域性能指标和时域性能指标进行加权求和，形成综合性能指标；最后再以综合性能指标为目标函数，通过粒子群优化算法进行寻优，得到综合性能最优的调速器参数。CN108616123ACN108616123A权利要求书1/2页1.一种抑制超低频振荡的水轮机调速系统参数设置方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)、基于复转矩系数法设置水轮机调速系统超低频振荡的频域性能指标(1.1)、将产生超低频振荡的水轮机调速系统等值为单机单负荷系统；其中，Gmi(s)为等值前系统第i台发电机的调速系统传递函数，n为等值前系统的调速器数目；(1.2)、利用复转矩系数法设置频域性能指标(1.2.1)、令s＝j2πf，并带入至式(1)，得到发电机的电磁转矩的增量：其中，KmdΔω为阻尼转矩，KmsΔδ为同步转矩；Kmd与Kms分别为阻尼转矩系数以及同步转矩系数；Δω和Δδ分别为相对于同步旋转坐标系的功率角增量以及角速度增量；(1.2.2)、根据阻尼转矩系数Kmd设置频域性能指标其中，h＝(fmax-fmin)/Δf，fmin和fmax为频率域的极值，当Δf取值足够小时，将频率域进行离散化处理，得到离散化后的频率总点数h，fλ表示第λ个点的频率；(2)、基于改进ITAE准则设置水轮机调速系统的调速器时域性能指标设置系统在第k种扰动情形下的时域性能指标Js-k其中，ek(t)为t时刻第k种扰动情形下机组的转速偏差；tc为调节时间；c1、c2为常数；σ为系统的超调量，λ(σ)函数满足：同理，可以设置系统中其它扰动情形下的时域性能指标，用集合Js-all表示为：Js-all＝[Js-1,Js-2…Js-k]；(3)、对步骤(1)得到的频域性能指标和步骤步骤(2)得到的时域性能指标进行加权求和，得到综合性能指标J；其中，α为频域性能指标对应的权重值，β1,β2,…,βk为时域性能指标对应的权重值，T表2CN108616123A权利要求书2/2页示转置；(4)、根据综合性能指标J，结合粒子群优化算法对调速器参数进行优化，得到即可兼具抑制超低频振荡能力又能确保调速器调节性能的参数。2.根据权利要求1所述的一种抑制超低频振荡的水轮机调速系统参数设置方法，其特征在于，所述的权重值α和权重值β1,β2,…,βk的确定方法为：(2.1)、依据调速器相关参数的取值范围，随机产生τ组调速器参数，并组合成指标矩阵E：其中，表示水轮机调速系统由第τ组调速器参数计算形成的频域性能指标，表示水轮机调速系统由第τ组调速器参数在第k种扰动情形下计算得到的时域性能指标；(2.2)、对于矩阵E按照如下公式进行处理，得到矩阵R，矩阵R中的每一个元素用rij表示；其中，Eij表示矩阵E的第i行第j列的元素，i＝1，2，...,τ，表示矩阵E的行数；j＝1，2，...,m，m＝k+1，表示矩阵E的列数；(2.3)、计算第j列的熵Ej：其中，ξ为常数，ξ＝1/ln(τ)；(2.4)、计算熵Ej的冗余度dj：dj＝1-Ej(2.5)、计算权重wj：再将w1作为频域性能指标对应的权重值α，将w2…wm作时域性能指标对应的权重值β1…βk。3.根据权利要求2所述的一种抑制超低频振荡的水轮机调速系统参数设置方法，其特征在于，所述的熵Ej满足：Ej∈[0,1]。4.根据权利要求2所述的一种抑制超低频振荡的水轮机调速系统参数设置方法，其特征在于，所述的权重wj满足：3CN108616123A说明书1/6页一种抑制超低频振荡的水轮机调速系统参数设置方法技术领域[0001]本发明属于电网安全稳定控制技术领域，更为具体地讲，涉及一种抑制超低频振荡的水轮机调速系统参数设置方法。背景技术[0002]在水电富集区域电网中，为满足频率快速调节需求，大量调速器被投入使用，而调速系统存在的水锤效应使得系统中易出现频率低于0.2Hz的超低频振荡现象。2016年，南方电网在进行云南异步联