交直流电力系统PSS和直流附加控制的协调

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1、第30卷第1期电力自动化设备Vol．30No．12010年1月ElectricPowerAutomationEquipmentJan.2010交直流电力系统PSS和直流附加控制的协调魏巍，王渝红，李兴源，吴华坚（四川大学电气信息学院，四川成都610065）摘要：针对当今大容量、远距离、多区域互联电网低频振荡现象严重的问题，提出了一种基于Prony算法的PSS和直流附加控制器协调运行的策略。该方法根据多代理分层控制的思想，首先利用Prony辨识全网系统，求出在没有配置PSS和直流附加控制时的系统振荡频率，利用相位补偿法优化PSS控制参数，

2、有效地抑制局部振荡模式。当全网的局部振荡模式达到满意水平后，反复利用Prony对系统进行辨识，通过每次的辨识结果对直流附加控制器进行参数整定，逐渐把剩余区域间振荡模式消除。仿真研究表明，该控制策略有效抑制了贵广交直流系统的低频振荡，并具有一定的鲁棒性。关键词：低频振荡；Prony辨识；PSS；直流附加控制；鲁棒性中图分类号：TM712文献标识码：A文章编号：1006－6047（2010）01－0053－05措施，这对控制器的设计以及不同控制器之间的协调0引言优化有着极为重要的意义。本文利用Prony算法和分层越来越多的超高压、特高压［1

3、-3］直流输电工程投控制的思想进行PSS和DCM的协调控制。首先，利用Prony辨识全网系统，求出在没有配置PSS时的入电力系统运行，给全系统的运行性能带来了巨大的影响，同时也给交直流混合电力系统的稳定性分析带系统振荡频率、阻尼比和相应的特征值和留数，然来了一系列新的课题。低频振荡是长期困扰大规模后利用相位补偿法优化PSS控制参数，使得在没有互联电网安全稳定运行的难题之一［4-7］。它是由于在DCM加入前，PSS能够有效地抑制局部振荡模式，当特定情况下系统产生的负阻尼作用抵消了系统电局部阻尼达到满意水平后，反复利用Prony对系统进机、

4、励磁绕组和机械等方面的正阻尼，使系统总阻尼行辨识，通过每次的辨识结果对DCM进行参数整很小或为负，系统在负阻尼工况下受到扰动时，扰动逐定，逐渐消除区域间振荡模式。这种协调控制措施不是渐被放大，进而引起功率振荡。完全依靠PSS控制或者独立的直流阻尼控制，在利电力系统低频振荡常用的有效手段主要包括电用Prony优化DCM的同时，充分考虑了先前优化过力系统稳定器PSS（PowerSystemStabilizer）和直流的PSS的影响。最后，将此控制策略应用到南方电网附加控制DCM（DirectCurrentModulation）2种方贵广交直

5、流输电系统上进行仿真验证，结果表明，该法。前者通过相位超前能够补偿由于励磁系统和电协调控制合理有效，并具有一定鲁棒性。机励磁绕组引起的滞后，提高系统局部阻尼，但是对于增大区域间的阻尼，效果不明显。后者有效地解决1Prony辨识算法简介了前者的缺陷，它利用2个区域间的交换功率作为控Prony算法用指数函数的线性组合拟合等间隔制信号，经过合理的控制参数优化，增大区域间的阻采样数据y（t），从中分析出信号频率、衰减因子、幅尼，增加并联交流系统的暂态稳定性［8-13］。大量的文值和相位。假设按等时间间隔Δt进行采样的N个献针对PSS和DCM的设

6、计以及单独运行进行了详数据点，可由k个指数函数的线性组合模拟，即细的说明，但是对于两者如何协调配合以优化其对低kTjθin（σi+j2πfi）Δt频振荡的全局抑制效果缺乏讨论。经研究发现，如果y（n）=ZB=鄱［Aiee］（1）i＝1PSS或者直流系统的配置不当，不但不会抑制低频振其中，y（n）为第n个采样点，而且n=0，1，…，N-1；荡，反而会加剧振荡的发生，因此，本文将专门针对Z=［z1，z2，…，zk］为Prony极点；B=［b1，b2，…，bk］为PSS和DCM的设计以及两者的协调配合进行研究。相应留数；Ai为幅值；θi为初相

7、角；σi为衰减因子；fiProny方法在分析低频振荡领域得到了广泛应为振荡频率。下面描述Prony辨识的计算步骤。用，它最大的优点是在未知系统模型的状况下，可以a.利用采样数据点构造矩阵Y，并求解方程（3）。得到降阶的传递函数，从而求得系统的振荡频率、衰鄱鄱鄱y（k）y（k-1）…y（1）鄱减因子及其相应的留数［14-19］。由于Prony是针对全系鄱鄱鄱鄱鄱y（k+1）y（k）…y（2）鄱统进行辨识，因此它的辨识考虑了系统中所有的控制鄱鄱Y=鄱鄱（2）鄱鄱鄱…………鄱鄱鄱鄱鄱收稿日期：2009－08－09；修回日期：2009－10－1

8、9鄱y（k+L-1）y（k+L-2）…y（L）鄱鄱鄱基金项目：国家科技支撑计划项目（2008BAA13B01）YAT=0（3）电力自动化设备第30卷其中，L为数据长度；A=［1，a1，a2，…，ak］。当N