一种基于粒子群算法的电力系统稳定器现场参数整定方法

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1、湖南电力第３５卷第４期ＨＵＮＡＮＥＬＥＣＴＲＩＣＰＯＷＥＲ２０１５年８月ｄｏｉ:１０?３９６９/ｊ?ｉｓｓｎ?１００８￣０１９８?２０１５?０４?００２一种基于粒子群算法的电力系统稳定器现场参数整定方法洪权ꎬ李振文ꎬ熊尚峰ꎬ欧阳帆ꎬ吴晋波(国网湖南省电力公司电力科学研究院ꎬ湖南长沙４１０００７)摘要:文章提出一种基于粒子群算法的电力系统稳定器(ＰＳＳ)参数整定智能寻优方法ꎬ综合考虑发电机本机振荡点所处频率范围及相位补偿的约束条件ꎬ以优化ＰＳＳ相位补偿效果及提高试验人员现场试验效率ꎮ关键词:电力系统稳定器ꎻ粒子群算

2、法ꎻ相位补偿中图分类号:ＴＭ７４文献标志码:Ｂ文章编号:１００８￣０１９８(２０１５)０４￣０００６￣０３Ａｏｎ￣ｆｉｅｌｄｐａｒａｍｅｔｅｒｓｅｔｔｉｎｇｍｅｔｈｏｄｆｏｒｐｏｗｅｒｓｙｓｔｅｍｓｔａｂｉｌｉｚｅｒｂａｓｅｄｏｎｐａｒｔｉｃｌｅｓｗａｒｍｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎＨＯＮＧＱｕａｎꎬＬＩＺｈｅｎｗｅｎꎬＸＩＯＮＧＳｈａｎｇｆｅｎｇꎬＯＵＹＡＮＧＦａｎꎬＷＵＪｉｎｂｏ(ＳｔａｔｅＧｒｉｄＨｕｎａｎＥｌｅｃｔｒｉｃＰｏｗｅｒＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅꎬＣｈａｎｇｓｈａ４１０

3、００７ꎬＣｈｉｎａ)Ａｂｓｔｒａｃｔ:Ｔｈｉｓａｒｔｉｃｌｅｐｒｏｐｏｓｅｓａｐａｒａｍｅｔｅｒｓｅｔｔｉｎｇｍｅｔｈｏｄｆｏｒｐｏｗｅｒｓｙｓｔｅｍｓｔａｂｉｌｉｚｅｒ(ＰＳＳ)ｂａｓｉｎｇｏｎｐａｒｔｉｃｌｅｓｗａｒｍｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ(ＰＳＯ)ꎬｃｏｎｓｉｄｅｒｉｎｇｔｈｅｌｏｃａｌｏｓｃｉｌｌａｔｉｏｎｆｒｅｑｕｅｎｃｙｒａｎｇｅａｎｄｔｈｅｐｈａｓｅｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎｃｏｎｓｔｒａｉｎｔｓꎬｗｈｉｃｈｃａｎｏｐｔｉｍｉｚｅｔｈｅｃｏｍｐｅｎｓａｔｅｄｒｅｓｕｌｔｓａｎｄｅｎｈａｎｃｅｔｈｅｗ

4、ｏｒｋｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙｏｆＰＳＳｐａｒａｍｅｔｅｒｓｅｔｔｉｎｇ.Ｋｅｙｗｏｒｄｓ:ｐｏｗｅｒｓｙｓｔｅｍｓｔａｂｉｌｉｚｅｒ(ＰＳＳ)ꎻｐａｒｔｉｃｌｅｓｗａｒｍｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ(ＰＳＯ)ꎻｐｈａｓｅｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ随着电网互联规模的增大ꎬ电力系统动态稳定的力矩向量滞后Δω轴在超前２０°至滞后４５°之间ꎮ性问题成为制约电网安全稳定运行的首要问题ꎬ特即要求经过ＰＳＳ相位补偿后励磁系统的滞后角在别是在国内特高压交流建设初期以及大规模新能源０?３~２?０Ｈｚ范围内为滞后７０°~１３５°ꎬ本机振荡点

5、〔１〕接入电网的形势下ꎬ保障电网安全稳定运行的压力的滞后角在９０°~１２０°间ꎮ日趋增大ꎮ为有效提高电网的动态稳定性ꎬ防止低根据功率振荡的频率范围ꎬ往往仅关注励磁系频振荡ꎬ包括增强电网结构、优化电压调节器参统在０?１~２?０Ｈｚ的频段区间内的相位滞后特性ꎮ数、采用可控串补、采用直流输电方式以及加装电而对于中小型水轮发电机ꎬ在进行ＰＳＳ参数整定力系统稳定器等多种方式被应用于实际电网中ꎮ电过程中发现ꎬ灯泡贯流式中小型发电机其本机振荡力系统稳定器(ＰＳＳ)作为一种基本而有效地方点频率往往超出了２Ｈｚꎬ现有的参数整定方法

6、未对法ꎬ被广泛应用于各类型水、火电机组ꎮ为提高电此进行考虑ꎮ另一方面ꎬ对于某些本机振荡点滞后网整体阻尼特性ꎬ越来越多的并网机组被要求投入相位较大的机组ꎬ现有方法未在优化计算时考虑相ＰＳＳ并适当地进行参数整定ꎮ关的约束条件ꎬ此类机组优化所得整体频率相位存目前ꎬ发电厂励磁系统ＰＳＳ多采用基于励磁在个别频率点超出允许相位范围的情况ꎬ需要人工系统无补偿相频特性的现场测试及参数整定方式ꎮ进行调整ꎬ对于全频段的最优补偿特性会造成要求通过调整ＰＳＳ相位补偿ꎬ使本机振荡频率的影响ꎮ力矩向量滞后Δω轴０°~３０°ꎬ在０?３~２?０

7、Ｈｚ频率由于涉及到的频率点较多ꎬ单纯仅靠试验人员收稿日期:２０１５￣０６￣１６?６?第３５卷第４期洪权等:一种基于粒子群算法的电力系统稳定器现场参数整定方法２０１５年８月现场人工试算补偿特性ꎬ难以在整个补偿频段兼顾范围为０?１~３?０Ｈｚꎻ所有特性ꎮ３)根据ＰＳＳ模型类型确定需要优化的参数及参数个数并设定各参数寻优范围ꎬ设定初始寻优参１粒子群算法简介ＴＴ数为ＸꎬＸ为ＰＳＳ模型参数中需要确定的参数序ｉｉ粒子群算法(ＰＳＯ)最早由Ｋｅｎｎｅｄｙ和列ꎻ设定种群数Ｎｕｍ与最大迭代次数ＭａｘｇｅｎꎻＴＥｂｅｒｈａｒｔ于１９

8、９５年借鉴鸟群寻找栖息地所表现出４)在补偿相位计算范围内计算基于Ｘｉ的ＰＳＳ的群体行为而提出的ꎬ是一种基于群体行为的智能频率响应以及本机振荡点的频率响应ꎬ分别记为ＴＴＴＴ进化算法ꎮ该算法通过构建一定数量的群体ꎬ设置ｆｐｓｓωｊ(Ｘｉ)与ｆｐｓｓωｂ(Ｘｉ)ꎻ并将ｆｐｓｓωｊ(Ｘｉ)与ｆｐｓｓωｂ(Ｘｉ)目标函数以判定群体各粒子每代寻优结果的适应对应地与实测励磁系统无补偿频