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近年来,随着我国大区域电网互联的发展,低频振荡正在成为影响电力系统稳定性的重要因素。尤其是特高压发展初期,交流输电互联系统因输电距离较长,区域间联络又相对较弱,系统负荷不断增加,使得系统的阻尼逐渐减小,从而引发低频振荡,威胁电网的安全运行。
目前,在发电机励磁系统上安装电力系统稳定器(PSS)仍是抑制低频振荡的一种最经济、最有效的方法。本文在系统的确定运行条件下,采用特征值灵敏度分析法,对多机系统中PSS的交互影响进行了分析;再通过相频特性法确定PSS的时间常数初值;最后建立非线性规划目标函数,增加权重因子,并采用拟牛顿法进行迭代求解。
当进行PSS参数的协调优化时,对于小规模系统,往往根据经验即可以判断PSS的最佳安装位置和初始时间常数。然而,对于省级规模系统,某些发电机组可能同时参与了几个机电振荡模式,机组间出现交互影响,当调整这些发电机上的PSS参数时,必然会对几个机电模式的稳定性均产生影响,使得改善一些模式的同时,可能恶化了其他模式的稳定性,这就要求对多机系统上PSS间的交互影响进行分析。本文采用特征值灵敏度分析法确定机电振荡模式;进而建立优化模型,由特征值对PSS增益的灵敏度构成目标函数,体现发电机对各机电模式的有效参与;从而求得系统中各机电模式与主参与机组PSS的对应关系。
在确定PSS的时间常数初值时,由于相频特性法与特征值灵敏度法的优化计算时间相差不大,但相频特性法的计算简单,因此可以采用。在目标函数中增加权重因子以及采用拟牛顿法进行求解,均可以改善迭代过程的收敛特性。在某省级算例上进行分析,验证了非线性规划法对于省级规模算例进行PSS参数优化的有效性。