电力系统稳定器PSS2B的结构改进及参数优化研究

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1、国内图书分类号：TM712密级：公开国际图书分类号：621.3西南交通大学研究生学位论文电力系统稳定器PSS2B的结构改进及参数优化研究年级二〇一五级姓名潘志豪申请学位级别工学硕士专业电气工程指导老师康积涛教授二〇一八年四月ClassifiedIndex:TM712U.D.C:621.3SouthwestJiaotongUniversityMasterDegreeThesisRESEARCHONSTRUCTURALIMPROVEMENTANDPARAMETEROPTIMIZATIONOFPOWERSYSTEMSTABILIZERG

2、rade:2015Candidate:PANZhihaoAcademicDegreeAppliedfor:MasterSpeciality:ElectricalEngineeringSupervisor:Prof.KANGJitaoApril．2018西南交通大学硕士研究生学位论文第I页摘要云南电网实现异步联网后，其网架结构和运行方式发生变化，云南电网部分PSS2B增益影响低频段的抑制能力，现有部分PSS2B的参数不再适用于新的运行方式，导致在云南电网直流输电线附近的区域曾出现过低频振荡现象。本文针对云南电网的PSS2B进行理论分

3、析，并对参数进行优化和结构进行改进，以提高云南电网抑制低频振荡的能力，具有良好的理论意义和实用价值。本文基于单机无穷大线性化模型研究了低频振荡机理，分析了PSS抑制低频振荡的原理。研究了目前云南电网采用的自并励励磁系统和PSS2B控制器的工作原理和特性，根据两者的工作原理进行了适当简化和线性化处理。建立了符合云南电网的多机线性化模型，列举了多机系统的状态矩阵，为后文PSS2B的参数优化提供理论基础。首先，通过分析云南电网现有PSS2B结构和增益参数，发现云南电网部分机组现有PSS2B存在高频段增益猛增从而限制了中低频段增益的问题。

4、本文在PSASPUDM平台设计了一种新型结构的PSS2B（New-PSS2B），加入到PSASP中的单机无穷大模型进行仿真，仿真验证了New-PSS2B可以有效解决高频段增益猛增问题，提高了中低频段增益。其次，在标准生物地理学算法（BBO）的基础上，设计一种自适应迁移操作和采用DE算法变异操作改进了标准BBO算法，得到本文改进后的BBO算法（BBO-DE）。通过一些经典函数测试BBO-DE算法的寻优效果，验证了本文改进算法具有不易陷入局部最优和收敛速度更快的优点。本文根据负阻尼机理和励磁系统的特性，设计了系统阻尼比作为PSS2B参

5、数优化的目标函数，并考虑了系统的不同运行方式都能有效抑制低频振荡，实现了优化后PSS2B的参数具有良好的鲁棒性。最后，在PSASP仿真平台下，基于经典4机2区域系统和云南电网部分区域模型，在系统中分别加装原有PSS2B、BBO优化的PSS2B和BBO-DE优化的PSS2B，通过对比不同运行工况下系统的阻尼和时域仿真的低频振荡抑制效果，验证了基于BBO-DE优化出来的PSS2B能有效提高系统阻尼，并且能适应于系统不同的运行工况，拥有良好的鲁棒性。关键词：异步联网；低频振荡；电力系统稳定器；增益；生物地理学算法西南交通大学硕士研究生学

6、位论文第II页AbstractAftertheasynchronousinterconnectionoperationofYunnanPowerGrid,thestructureandoperationmodeofthegridarechanged.SomeoftheexistingPSS2BgainofYunnanPowerGridwillaffectthesuppressionabilityofthelowfrequencyband,andSomeofPSS2Bparametersnolongerbesuitableforth

7、enewoperationmode.Thesefactorshaveledtolow-frequencyoscillationsintheareaneartheDCpowertransmissionlineinYunnanPowerGrid.Inthispaper,theoryofPSS2BinYunnanPowerGridisanalyzed.PSS2Bparametersoptimizationandstructureimprovementimprovetheabilityofthepowersystemtosuppressl

8、owfrequencyoscillation.Ithasgoodtheoreticalandpracticalvalue.Inthispaper,themechanismoflowfrequencyoscillationisstudiedonthe