一次调频与动态稳定协调优化-论文.pdf

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1、第34卷第7期电力自动化设备V0l_34No．72014年7月ElectricPowerAutomationEquipmentJu1．2014@一次调频与动态稳定协调优化徐衍会，王珍珍，翁洪杰(1．华北电力大学新能源电力系统国家重点实验室，北京102206；2．广东电网公司电力科学研究院，广东广州510080)摘要：汽轮机调速系统参数设置过于追求一次调频性能会引发电网的低频功率振荡现象，通过调节调速系统参数可实现一次调频性能与动态稳定性的协调优化运用稳定裕度和上升时间的倒数形成系统动态稳定性与一次调频的综合评价指标．在设置合理参数范围的情况下，引入基于P系统的粒子群优化(P．PS

2、O)算法求取最佳评价指标。实现对汽轮机数字电液控制系统的参数优化时域仿真结果表明，经过协调优化的数字电液控制系统参数既可以保证一次调频性能．又能够确保电力系统动态稳定性关键词：一次调频；稳定性：汽轮发电机；调速；控制；优化；数字电液控制系统中图分类号：TM712文献标识码：ADOI：10．3969／j．issn．1006—6047．2014．07．0240引言，一次调频性能和电网动态稳定性。频率是电力系统安全、优质运行的重要指标之1调速系统对动态稳定影响实例分析一我国规定正常运行的电力系统频率应保持在．由控制理论可知．调速系统DEH控制器增益越(50±0．2)Hz．有些区域电网甚

3、至要求频率偏差在±0．1大．机组一次调频响应速度越快。但是．如果过于追Hz以内[”。随着CPS(ControlPerformanceStandard)求一次调频速度．可能导致系统动态稳定水平变差。的实施．电网对发电机组一次调频性能提出了更高某实际发电机组试验发现．当DEH功率回路增益过的要求具有间歇特性的新能源发电的不断发展和大时。将会导致系统动态稳定水平变差，如图1所示，系统负荷波动的日趋明显，使得电网更加依赖于常图中，为DEH功率回路投入状态，O代表未投入，规火力发电机组的一次调频能力[2-4]。大容量汽轮1代表投入；为发电机有功功率。可见，当DEH功发电机组广泛采用数字电液

4、DEH(DigitalElectro率控制回路增益较大时投入DEH功率控制回路Hydraulic)控制器．为了满足电网对发电机组一次调引起了发电机有功功率低频振荡。频的要求．有的机组在DEH控制器参数整定时过分追求机组的负荷响应速度。汽轮发电机组DEH控制器参数对电力系统动——～—————、)——、／＼八八八皇态稳定具有重要影响．不同的调速系统参数可能引＼入正阻尼也可能导致阻尼恶化目前，我国各大区0域电网频繁出现低频功率振荡现象，有些机组在有电力系统稳定器投入的情况下依然产生功率振荡[83。图1调速系统引起低频振荡曲线研究表明．部分低频功率振荡与汽轮发电机组调速Fig．1Lowf

5、requencyoscillationcurve系统密切相关．尤其是DEH控制器参数。当过于追inducedbygoverningsystem求机组一次调频速度时．会导致DEH控制器参数设2一次调频与动态稳定性指标置不当。给机组引入负阻尼，严重时使系统总阻尼由正变负。在扰动下便会发生低频功率振荡。2．1动态稳定性指标因此．在整定DEH控制器参数时需要将机组一电力系统低频振荡属于小扰动稳定范畴，线性次调频性能与电网动态稳定性进行综合考虑。本文化后的系统状态方程表示为：拟研究一次调频与动态稳定协调优化指标，采用基X=AX(1)于P系统的粒子群优化(P．PSO)算法，对汽轮发电机其中，

6、为状态变量；A为系统的状态矩阵。组DEH控制器参数进行协调优化，以同时保证机组系统稳定的充分必要条件为状态矩阵A的特征收稿13期：2013—08—12；修回日期：2014—06—09根实部全部为负。在对系统进行低频振荡分析时，多基金项目：中央高校基本科研业务费专项资金资助项目(2014一MS05)采用阻尼比的概念，定义为：ProjectsuppofledbytheFundamentMResearchFundsfor=一／、／+』B(2)theCentralUniversities(2014MS05)电力自动化设备第34卷其中，为对应特征根A=+j的阻尼比。改进．称为P．PSO算法

7、P．PSO算法能够在粒子寻汽轮机DEH控制器参数对某些振荡模式的阻优的过程中保持粒子群的多样性．使粒子具有全局尼比影响较大．一般要求电网主要振荡模式的阻尼搜索能力。同时还可以精细化搜索．最终找到最优解。比不小于某一数值，一般取2．5％或3％。在增加种群多样性的同时．P．PSO算法需要辅助膜2．2一次调频指标与主膜之问进行信息交互．与标准PSO算法相比增加一次调频中当电网频率变化达到一次调频动作了算法的复杂性，使优化时问有所增加，但影响较小。值到机组负荷开始变化所需的时间为一次调频