基于广域测量系统的电力系统稳定器配置方案

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1、YANJIUYUFENXl研究与分析基奇广域测量系统的电力系统稳定器配置方案杨培宏，刘达(1．内蒙古科技大学信息工程学院，内蒙古包头014010；2．华北电力大学工商管理学院，北京102205)摘要：近年来，电力系统低频振荡问题已成为制约远距离传输容量的最主要因素之一。电力系统稳定器(PSS)是抑制低频振荡的最有效措施，电力系统稳定器的配置方案成为研究的焦点。提出一种prony方法来研究Pss的配置，prony方法的输入信号是基于全球定位系统(GPS)的广域测量系统(WAMS)O仿真算例表明，该算法能够在线辨识低频振荡模式。并且根据辨识结果配置的Pss能够有

2、效地抑制低频振荡。关键词：电力系统稳定器；广域测量系统；prony方法；低频振荡中图分类号：TM712文献标志码：A文章编号：1673—7598(2009)O4～0011—040引言1PSS的配置方案至今为止，电力系统稳定器PowerSystemPSS的配置包括2个方面：1)PSS装设地点的布置；Stabilizer，PSS)仍是抑制电力系统低频振荡最有效2)PSS参数的设计。配置时先选择PSS的装设地点，的措施，然而传统的Pss配置方案受本地反馈信号然后再合理地设计PSS参数，只有这2个方面做到了的约束，不能很好地反映区间的振荡模式【，从而合理的选择，PS

3、S才能有抑制低频振荡的效果。导致传统PSS~g置抑制区间低频振荡的效果不如抑1。1PSS装设地点的布置原则制局部的效果明显，甚至没有抑制的效果。PSS地点的合理配置对电力系统的运行或规划已有不少文献就PSS的配置问题进行了研究。来说。都具有非常重要的作用。如果选择的装设地文献[3】是在重新定义了多机模型的励磁系统相位点不对，所装设的PSS对电力系统的低频振荡可能滞后角的基础上进行PSS参数的优化；文献[4—5]都没有任何效果。PSS的装设地点会影响系统的振荡是基于小干扰稳定分析来确定PSS的配置；文献[6]模式，进而改善系统的阻尼。装设的原则是根据系应用正则

4、形理论研究PSS的配置问题。然而以上所统振荡模式的相关因子来确定的。对于任一模式，提到的文献都是在某种运行方式下进行研究的，当首先在相关因子最大的机组上装设PSS，以增加该系统的运行方式变化时没有分析PSS能否继续提供模式的阻尼：对于同一模式下，且有多台机组的相关阻尼，不具有灵活性。因子较大且相近时，则考虑首先在有快速励磁系统本文利用基于全球定位系统(GlobalPositioning的机组上，或大容量的机组上安装PSS。System,GPS)的相角测量单元(PhaseMeasurementUnit,1。2基~prony辨识的系统传递函数PMU)组成的广域测

5、量系统(Wide—areaMeasurementprony方法是用指数函数的线性组合来拟和等System，WAMS)来获取高精度的同步信息，尤其是间隔采样数据，从中分析出信号的频率、衰减因子、与发电机机电暂态密切相关的量，如发电机的内电幅值和相位l7l。目前，基于prony方法分析的系统传递势、功角、角速度和母线电压等，为实现全网在线分函数也比较成熟，根据在小扰动方式下输出量的变析低频振荡提供了信息平台。根据WAMS提供的测化来确定相关的传递函数罔。量信息，通过prony方法在线辨识全网的振荡模式，对于单输入单输出的线性系统，假设传递函数为PSS~g置提供了

6、可靠的依据。具有如下形式：收稿日期：2009—03—05作者简介：杨培宏(1981一)，男，内蒙古包头人，硕士研究生，从事电力系统稳定运行方面的研究丁作。研究与分析YANJIUYUFENX假设电力系统稳定器(PSS)的传递函数为日=G(1)kh(S)，其中为PSS的增益，则模态AdXfPSS增益k的灵式中：R是传递函数在极点A处的留数。敏度为：设，)和y分别为输入和输出信号的拉氏变一9~(1tvia-：Rah(Aa)(11)换形式，其中输入函数s)可以表示为：,式中：R~JtL模态对应的留数。，(5)=(2)可以看出。留数的大小表征了控制器移动特定式中：Ci

7、(i=O，1，⋯⋯)为延迟因子，D／i：l，2，⋯⋯)特征值的能力。一个振荡模式其实就是对应的一对为对应的特征值。特定特征值，特征值在复平面上的分布表征了系统的阻尼特性，越靠近虚轴阻尼越小，而加人了PSS的l，(s)=Co+Cle-SD'+"．．+Cke-SD~)。丽Ri(3)目的就是将靠近虚轴的特征值进一步向左移动，提利用部分分式法，可将式(3)转化为：高系统的阻尼比，即极点配置法。假设描述系统的状态方程为：y(s)=(co+Cle-so,+．．．+Cke-SD,)。{j(4)x=Ax+Bu}f121y=CxJ、其中D

8、变量；y为输出变量；A为Qi=Ri状态矩阵；为输入矩