李嘯驄，王占穎，徐俊華，陳葆超

（廣西大學(xué)電氣工程學(xué)院，南寧530004）

基于實(shí)測(cè)相頻特性的電力系統(tǒng)穩(wěn)定器參數(shù)設(shè)計(jì)

李嘯驄，王占穎，徐俊華，陳葆超

（廣西大學(xué)電氣工程學(xué)院，南寧530004）

電力系統(tǒng)穩(wěn)定器是抑制電力系統(tǒng)低頻振蕩最為有效的措施之一，其參數(shù)整定比較復(fù)雜和困難。該文依據(jù)實(shí)測(cè)的勵(lì)磁系統(tǒng)未補(bǔ)償相頻特性，以勵(lì)磁系統(tǒng)所需要補(bǔ)償相位的平方與電力系統(tǒng)穩(wěn)定器可提供相位的平方差的絕對(duì)值之和達(dá)到最小為優(yōu)化目標(biāo)，采用Levenberg-Marquardt優(yōu)化算法，求取電力系統(tǒng)穩(wěn)定器超前/滯后環(huán)節(jié)參數(shù)?，F(xiàn)場(chǎng)機(jī)組實(shí)測(cè)相頻特性的仿真結(jié)果表明，該文優(yōu)化得到的電力系統(tǒng)穩(wěn)定器參數(shù)，能較好地改善相關(guān)模式的阻尼特性，抑制電力系統(tǒng)低頻振蕩。

低頻振蕩；電力系統(tǒng)穩(wěn)定器；Levenberg-Marquardt算法；參數(shù)整定；動(dòng)態(tài)穩(wěn)定

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們對(duì)電力的需求不斷增長(zhǎng)，電力系統(tǒng)的規(guī)模便不斷擴(kuò)大，電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行問(wèn)題日趨突出，國(guó)內(nèi)外曾多次出現(xiàn)大型互聯(lián)電力系統(tǒng)產(chǎn)生低頻振蕩的現(xiàn)象。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，產(chǎn)生這種現(xiàn)象的主要原因是互聯(lián)電力系統(tǒng)本身的自然阻尼較弱。如勵(lì)磁調(diào)節(jié)不當(dāng)，會(huì)進(jìn)一步削弱系統(tǒng)原本已經(jīng)微弱的阻尼，甚至使系統(tǒng)產(chǎn)生負(fù)阻尼效應(yīng)，從而引發(fā)電力系統(tǒng)的低頻振蕩。當(dāng)振蕩嚴(yán)重時(shí)，互聯(lián)電網(wǎng)的并列運(yùn)行會(huì)受到嚴(yán)重破壞，從而造成大停電事故。抑制電力系統(tǒng)低頻振蕩最有效的方法之一是在勵(lì)磁調(diào)節(jié)器中加裝PSS以增加系統(tǒng)的正阻尼。PSS可提供足夠的正阻尼來(lái)克服電壓調(diào)節(jié)器產(chǎn)生的負(fù)阻尼，以此達(dá)到提高電力系統(tǒng)動(dòng)靜態(tài)穩(wěn)定能力、增強(qiáng)電力系統(tǒng)阻尼，抑制低頻振蕩的目的[1-3]。

現(xiàn)代電力系統(tǒng)的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)是一個(gè)連接緊密的超復(fù)雜系統(tǒng)。由理論推導(dǎo)得出的參數(shù)計(jì)算值很難與系統(tǒng)的實(shí)際情況相符合。這時(shí)，要給出令人滿(mǎn)意的控制參數(shù)需經(jīng)反復(fù)的實(shí)驗(yàn)和調(diào)試，較為耗時(shí)費(fèi)力[4-6]。雖在多機(jī)系統(tǒng)中PSS參數(shù)協(xié)調(diào)配置問(wèn)題已有了諸多討論[5-8]，但應(yīng)用于工程實(shí)踐的并不太多。

在PSS參數(shù)優(yōu)化問(wèn)題中，利用梯度法或線(xiàn)性規(guī)劃等優(yōu)化方法對(duì)PSS參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，對(duì)目標(biāo)函數(shù)和初值解都有較高的要求，對(duì)PSS參數(shù)優(yōu)化這類(lèi)多峰值問(wèn)題容易陷入局部極值點(diǎn)而不能達(dá)到滿(mǎn)意效果。LM（Levenberg-Marquardt）算法具有跳出局部極小點(diǎn)而在全局范圍內(nèi)尋優(yōu)的能力，且對(duì)優(yōu)化問(wèn)題本身沒(méi)有什么特別的限制。本文基于現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)相頻特性，以勵(lì)磁系統(tǒng)所需要補(bǔ)償相位的平方與PSS可提供相位的平方差的絕對(duì)值之和達(dá)到最小作為PSS參數(shù)優(yōu)化模型的目標(biāo)函數(shù)，然后采用LM算法來(lái)設(shè)計(jì)PSS參數(shù)。最后，將本文所設(shè)計(jì)出的PSS參數(shù)，放入單機(jī)無(wú)窮大算例中進(jìn)行仿真。仿真實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了所設(shè)計(jì)的PSS參數(shù)具有良好的抑制低頻振蕩能力，可較好地滿(mǎn)足了對(duì)控制精確性的要求。

1 PSS參數(shù)優(yōu)化問(wèn)題描述

1.1 PSS原理

低頻振蕩又稱(chēng)功率振蕩、機(jī)電振蕩，是當(dāng)發(fā)電機(jī)在電力系統(tǒng)中經(jīng)輸電線(xiàn)路并列運(yùn)行時(shí)，由于突發(fā)擾動(dòng)會(huì)引起發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子間的相對(duì)搖擺角度增大。若此時(shí)的電力系統(tǒng)缺乏足夠的阻尼，會(huì)引起持續(xù)振蕩。其振蕩頻率很低，一般在0.1～2.0Hz之間。PSS是發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)的一個(gè)附加控制，其通過(guò)自動(dòng)電壓調(diào)節(jié)器AVR（automatic voltage regulator）來(lái)起到抑制振蕩的作用。PSS除了以轉(zhuǎn)速偏差Δω作為反饋量外，也可引入加速功率偏差ΔPa、電功率偏差ΔPe作為反饋量，采用其內(nèi)部的超前滯后環(huán)節(jié)來(lái)補(bǔ)償勵(lì)磁系統(tǒng)的滯后特性。

1.2 PSS參數(shù)設(shè)計(jì)

研究PSS常用的Phillips-Heffron單機(jī)無(wú)窮大系統(tǒng)模型框圖如圖1所示。圖1中，TJ為慣性時(shí)間常數(shù)；D為機(jī)組固有阻尼系數(shù)，一般取1～3；ΔUgd為參考電壓偏差；為勵(lì)磁繞組在定子繞組開(kāi)路情況下的時(shí)間常數(shù)；ΔPT為機(jī)械轉(zhuǎn)矩偏差；ΔPGδ與ΔPGE為電磁轉(zhuǎn)矩偏差的兩個(gè)分量；K1～K6為相應(yīng)的線(xiàn)性化系數(shù)。

鑒于上述分析，如果能通過(guò)勵(lì)磁調(diào)節(jié)產(chǎn)生近乎與Δω同相的電磁功率（見(jiàn)圖2），則無(wú)論K5＞0還是K5＜0，與的綜合作用最終都將產(chǎn)生正阻尼的電磁功率，從而通過(guò)勵(lì)磁調(diào)節(jié)來(lái)提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

勵(lì)磁系統(tǒng)未補(bǔ)償相頻特性是指發(fā)電機(jī)并網(wǎng)、未投入PSS的條件下，機(jī)端電壓與PSS迭加點(diǎn)之間的頻率響應(yīng)特性。而PSS的主要作用就是對(duì)勵(lì)磁系統(tǒng)未補(bǔ)償相位滯后進(jìn)行補(bǔ)償，以便獲得一個(gè)與轉(zhuǎn)速成正比的阻尼轉(zhuǎn)矩[8]。因此設(shè)計(jì)PSS參數(shù)的關(guān)鍵在于確定勵(lì)磁系統(tǒng)無(wú)補(bǔ)償滯后特性，即圖1中所示之間的相位差。

DL/T1231—2013《電力系統(tǒng)穩(wěn)定器整定試驗(yàn)導(dǎo)則》規(guī)定：通過(guò)調(diào)整PSS相位補(bǔ)償，使本機(jī)振蕩頻率的轉(zhuǎn)矩向量滯后軸0°～30°；在0.3～2.0Hz頻率的轉(zhuǎn)矩向量滯后?軸在超前20°至滯后45°之間；當(dāng)有低于0.2 Hz頻率要求時(shí)，最大的超前角不應(yīng)大于40°，同時(shí)PSS不應(yīng)引起同步轉(zhuǎn)矩顯著削弱而導(dǎo)致振蕩頻率進(jìn)一步降低、阻尼進(jìn)一步減弱。本文使用的PSS參數(shù)是由圖3中PSS2A模型進(jìn)行設(shè)計(jì)的，這種穩(wěn)定器有以電功率作信號(hào)的優(yōu)點(diǎn)，其易實(shí)現(xiàn)，噪聲小，卻無(wú)經(jīng)常出現(xiàn)的反調(diào)現(xiàn)象，從而得以普遍的采用[7-11]。PSS2A模型是利用兩個(gè)信號(hào)：頻率或轉(zhuǎn)速f、電功率P。將這兩個(gè)信號(hào)組合成加速功率的積分信號(hào)，即速度信號(hào)，然后送入PSS[12-13]。

對(duì)PSS2A模型的各環(huán)節(jié)參數(shù)進(jìn)行整定后，應(yīng)使PSS產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩在0.1～2.0Hz頻率范圍內(nèi)滯后-信號(hào)60°～120°，即在Δω軸的±30°范圍內(nèi)。勵(lì)磁系統(tǒng)的有補(bǔ)償相位+應(yīng)在-90°附近波動(dòng)，并且盡量接近-90°，此時(shí)PSS需要提供一定的超前相位來(lái)補(bǔ)償由于勵(lì)磁系統(tǒng)引起的相位滯后。勵(lì)磁系統(tǒng)所需要補(bǔ)償?shù)南辔粸榇韯?lì)磁系統(tǒng)無(wú)補(bǔ)償滯后相位），PSS就要提供的超前相位。把此思路轉(zhuǎn)化成數(shù)學(xué)模型即將勵(lì)磁系統(tǒng)所需補(bǔ)償相位的平方與PSS可提供相位的平方的差的絕對(duì)值之和達(dá)到最小作為優(yōu)化目標(biāo)。因此，相位參數(shù)優(yōu)化模型為

式中：N為相位補(bǔ)償環(huán)節(jié)的個(gè)數(shù)；k∈[0.1,2.0]為低頻振蕩頻率，Hz；φe-k為頻率k下勵(lì)磁系統(tǒng)無(wú)補(bǔ)償滯后相位；φPSS-k為頻率k下PSS提供的補(bǔ)償相位；Ti為相位補(bǔ)償環(huán)節(jié)的時(shí)間常數(shù)。

2 Levenberg-M arquardt型算法

2.1 算法介紹

Levenberg-Marquardt算法是最優(yōu)化算法中的一種。該算法使用最廣泛的非線(xiàn)性最小二乘算法，利用梯度來(lái)求最大（?。┲?，屬于“爬山”法的一種。該算法從起點(diǎn)開(kāi)始，根據(jù)函數(shù)梯度信息，不斷爬升直到最高點(diǎn)（最大值）的迭代過(guò)程。

LM算法是高斯-牛頓法的改進(jìn)形式，既有高斯-牛頓法的局部特性，又具有梯度法的全局特性。其基本思想是：為了減輕非最優(yōu)點(diǎn)的奇異問(wèn)題，使目標(biāo)函數(shù)在接近最優(yōu)點(diǎn)時(shí)，極值點(diǎn)附近的特性近似二次性，以加快尋優(yōu)收斂過(guò)程，同時(shí)在梯度下降法和高斯-牛頓法之間通過(guò)自適應(yīng)調(diào)整來(lái)優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)權(quán)值，提高了網(wǎng)絡(luò)的收斂速度和泛化能力[13]。

LM算法[14-17]說(shuō)明如下。

設(shè)ωk為第k次迭代的權(quán)值和閾值所組成的向量，新的權(quán)值和閾值組成的向量為

對(duì)于牛頓法

式中：?2Ε(ω)為誤差指標(biāo)函數(shù)Hessian矩陣；?E(ω)為E(w)的梯度。

誤差指標(biāo)函數(shù)為

式中：λ為常數(shù)，λ＞0；I為單位矩陣。

如果λ很大，LM算法近似于梯度下降法，而若λ=0，則是高斯-牛頓法。因?yàn)槔枚A導(dǎo)數(shù)信息，LM算法比梯度法快得多，而且[JT(ω)J(ω)+λI]是正定的，所以式（9）的解總是存在的。從這個(gè)意義上說(shuō)，LM算法優(yōu)于高斯-牛頓法，因?yàn)閷?duì)于高斯-牛頓法，JTJ是否滿(mǎn)秩還是一個(gè)潛在的問(wèn)題。

2.2 PSS參數(shù)整定及算法流程

IEEE標(biāo)準(zhǔn)[18]中推薦的PSS模型主要有PSS1A和PSS2A兩種。PSS模型參數(shù)的合理性直接影響到其投入及相位補(bǔ)償?shù)男Ч?。在進(jìn)行PSS參數(shù)設(shè)計(jì)的時(shí)候，暫時(shí)不需要考慮頻率或轉(zhuǎn)速f通道，現(xiàn)只考慮電功率P通道，如圖4所示。

本文優(yōu)化PSS的參數(shù)的目的是為電力系統(tǒng)提供足夠的正阻尼。因此，廣泛使用的傳統(tǒng)PSS結(jié)構(gòu)由兩個(gè)超前滯后環(huán)節(jié)、兩個(gè)隔直環(huán)節(jié)和一個(gè)慣性環(huán)節(jié)組成。故PSS的傳遞函數(shù)為

式中：Ks1、Ks2是為系統(tǒng)提供足夠的阻尼的增益；Tw3、Tw4為隔直環(huán)節(jié)時(shí)間常數(shù)；T7為慣性時(shí)間常數(shù)；T1、T2、T3、T4為超前滯后環(huán)節(jié)時(shí)間常數(shù)。

信號(hào)通過(guò)PSS時(shí)，隔直單元濾掉直流次要信號(hào)（≤0.01 Hz）。這個(gè)單元只有當(dāng)輸入的頻率大于0.01Hz時(shí)，才會(huì)輸出信號(hào)，否則它自動(dòng)關(guān)閉狀態(tài)，其時(shí)間常數(shù)Tw3、Tw4可調(diào)范圍不小于5～20 s。超前-滯后單元是用來(lái)補(bǔ)償傳感器、高頻濾波器及其他單元對(duì)主要信號(hào)所造成的相位滯后。放大單元是把補(bǔ)償后的信號(hào)放大，對(duì)輸入信號(hào)為有功功率的PSS增益可調(diào)范圍不小于0.1～10 p.u.。

對(duì)于PSS裝置中的參數(shù)，本文主要設(shè)計(jì)的是超前-滯后環(huán)節(jié)中4個(gè)時(shí)間常數(shù)為T(mén)1、T2、T3、T4，因?yàn)榇藚?shù)的大小直接決定PSS提供的相位補(bǔ)償是否滿(mǎn)足要求。將PSS的傳遞函數(shù)轉(zhuǎn)化為非線(xiàn)性數(shù)學(xué)表達(dá)式為

設(shè)對(duì)?和f通過(guò)20次觀(guān)測(cè)到20組一維的數(shù)據(jù)為fi和?i，i=1,2,…,20，將自變量的第i次觀(guān)測(cè)值代入式（12）可得20個(gè)方程組成的方程組。

非線(xiàn)性方程的一般關(guān)系式為

式中：f(x,b)為已知的非線(xiàn)性函數(shù)表達(dá)式；x1,x2,…,xp為p個(gè)自變量，本文討論問(wèn)題中，自變量為頻率，則p=1；b1,b2,…,bm為m個(gè)待估未知參數(shù)，即擬合公式中的待定系數(shù)，本文討論問(wèn)題中，m=4；ε為隨機(jī)誤差項(xiàng)。通過(guò)計(jì)算得到向量b的表達(dá)式為

式中，E為20×4維的單位矩陣。式（16）為L(zhǎng)M算法的迭代公式。由式（16）可知，待定系數(shù)b與初值b(0)有關(guān)。

為實(shí)現(xiàn)批量化處理數(shù)據(jù)，通過(guò)原始數(shù)據(jù)給定任意初始值，然后設(shè)計(jì)核心的LM算法模塊，給出閾值向量b0，令k=0，λ=λ0。計(jì)算Jacobian矩陣J（x，b），最終為了達(dá)到最理想的擬合效果，以L(fǎng)M算法模塊的輸出參數(shù)作為新的初始輸入?yún)?shù)，完成PSS參數(shù)的計(jì)算程序。圖5是本文研究的PSS參數(shù)優(yōu)化流程。

根據(jù)LM法編寫(xiě)Matlab程序，程序的基本控制參數(shù)設(shè)置如下：最大迭代次數(shù)N=1 000次；收斂判斷指標(biāo)F=10-10；LM算法的阻尼系數(shù)初值λ0=1；信賴(lài)域修正參數(shù)a0=10-7。

3 PSS參數(shù)優(yōu)化與動(dòng)態(tài)仿真結(jié)果

本節(jié)以南方電網(wǎng)某水電廠(chǎng)1號(hào)發(fā)電機(jī)組為工程實(shí)例，來(lái)說(shuō)明本文提出的PSS參數(shù)設(shè)計(jì)方法的有效性。本水電廠(chǎng)1號(hào)發(fā)電機(jī)組內(nèi)PSS裝置使用的是PSS2A模型，根據(jù)上文提到的DL/T1231—2013《電力系統(tǒng)穩(wěn)定器整定試驗(yàn)導(dǎo)則》中的規(guī)定，通過(guò)本文的研究方法對(duì)目標(biāo)函數(shù)進(jìn)行擬合。

3.1 勵(lì)磁系統(tǒng)相頻特性分析

首先在滿(mǎn)載狀態(tài)下測(cè)定電廠(chǎng)勵(lì)磁系統(tǒng)的無(wú)補(bǔ)償滯后特性，并記錄測(cè)試數(shù)據(jù)，然后將所得到的數(shù)據(jù)放入LM算法模塊中進(jìn)行擬合，得到PSS參數(shù)[19]如表1中的優(yōu)化參數(shù)。圖6（a）表示的是，將擬合得到的PSS參數(shù)，設(shè)定在PSS模型中，可以計(jì)算得到PSS提供的超前相位?PSS。然后將計(jì)算出的PSS提供的超前相位?PSS與?e相加就可以得到勵(lì)磁系統(tǒng)有補(bǔ)償相頻特性?e+?PSS。

表1中的原始參數(shù)是由PSS設(shè)備廠(chǎng)家提供的PSS超前滯后環(huán)節(jié)的整定參數(shù)?，F(xiàn)將原始參數(shù)設(shè)定在PSS模型中，可以計(jì)算得到PSS提供的超前相位，即可得到對(duì)應(yīng)的勵(lì)磁系統(tǒng)有補(bǔ)償相頻特性φe+φ′PSS。根據(jù)DL/T1231—2013中的規(guī)定，在實(shí)際工程中，PSS提供正的阻尼轉(zhuǎn)矩，使得勵(lì)磁系統(tǒng)的有補(bǔ)償相頻特性在0.1～2.0Hz頻率段內(nèi)滯后-Pe軸60°～120°，并盡可能接近-90°。

此時(shí)，將兩組數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)得到的勵(lì)磁系統(tǒng)有補(bǔ)償特性曲線(xiàn)進(jìn)行對(duì)比，如圖6（b）所示。實(shí)線(xiàn)表示的是由本文LM算法設(shè)計(jì)出PSS參數(shù)后得到的勵(lì)磁系統(tǒng)有補(bǔ)償特性曲線(xiàn)φe+φPSS，虛線(xiàn)表示的是由現(xiàn)場(chǎng)原始參數(shù)得到的勵(lì)磁系統(tǒng)有補(bǔ)償特性曲線(xiàn)φe+φ′

PSS。將兩條曲線(xiàn)進(jìn)行對(duì)比可以看出，在0.1～2.0 Hz頻段內(nèi)實(shí)線(xiàn)表示的勵(lì)磁系統(tǒng)有補(bǔ)償特性曲線(xiàn)在-90°附近波動(dòng)，優(yōu)于現(xiàn)場(chǎng)原始參數(shù)對(duì)應(yīng)的勵(lì)磁系統(tǒng)有補(bǔ)償特性曲線(xiàn)。即優(yōu)化后的PSS在0.1～2.0 Hz頻率范圍內(nèi)完全符合提供正阻尼的標(biāo)準(zhǔn)要求，表明勵(lì)磁系統(tǒng)有補(bǔ)償相頻特性效果非常理想。

3.2 仿真比較分析

為驗(yàn)證本文設(shè)計(jì)的PSS參數(shù)的有效性，用Mat?lab進(jìn)行建模，對(duì)PSS參數(shù)優(yōu)化效果進(jìn)行仿真對(duì)比。設(shè)在1 s時(shí)，加入10%的有功功率給定值的擾動(dòng)，在有功功率給定值階躍上升10%的情況下，對(duì)系統(tǒng)未投入PSS、投入PSS（原始參數(shù)）與投入PSS（優(yōu)化參數(shù)）3種狀態(tài)對(duì)應(yīng)的曲線(xiàn)進(jìn)行分析。系統(tǒng)有關(guān)狀態(tài)量Pe、Ug、ω的相應(yīng)曲線(xiàn)見(jiàn)圖7（a）～（c）所示。

由圖7（a）可以看出，發(fā)電機(jī)的輸出有功在3種狀態(tài)下均能按調(diào)節(jié)要求迅速跟蹤給定值上調(diào)10%。但是，可以明顯看出系統(tǒng)投入PSS后有功功率振蕩次數(shù)與平息時(shí)間明顯減少。由投入PSS后不同參數(shù)對(duì)擾動(dòng)的作用可以看出，優(yōu)化后的PSS能有效的減少有功功率的波動(dòng)次數(shù)，從超調(diào)量以及平息振蕩時(shí)間來(lái)看，在系統(tǒng)受到擾動(dòng)的情況下，可以更好地抑制有功功率振蕩。用本方法優(yōu)化后的PSS抑制振蕩的效果明顯優(yōu)于原始參數(shù)對(duì)應(yīng)的PSS。

圖7（b）表明發(fā)電機(jī)組投入PSS裝置后，能夠更快地平穩(wěn)電壓，在此情況下發(fā)電機(jī)端電壓雖有微小的動(dòng)態(tài)偏移，但很快能在PSS的作用下恢復(fù)到原運(yùn)行點(diǎn)而不會(huì)產(chǎn)生靜態(tài)偏移。并且在PSS參數(shù)優(yōu)化后，減少了電壓波形的超調(diào)量。因此優(yōu)化后的PSS可以提高系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)品質(zhì)。

圖7（c）Δω對(duì)比曲線(xiàn)表明相對(duì)現(xiàn)有原始參數(shù)，采用本文方法得到的參數(shù)能更有效地平息振蕩。

4 結(jié)論

（1）基于Phillips-Heffron單機(jī)無(wú)窮大系統(tǒng)模型，推導(dǎo)了系統(tǒng)低頻振蕩過(guò)程中的相位關(guān)系，依據(jù)機(jī)組實(shí)測(cè)的無(wú)補(bǔ)償相頻特性來(lái)確定勵(lì)磁系統(tǒng)需補(bǔ)償?shù)臏笙辔?，通過(guò)LM算法對(duì)PSS參數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)。

（2）對(duì)南方電網(wǎng)轄區(qū)內(nèi)某水電廠(chǎng)1號(hào)機(jī)組內(nèi)的PSS的參數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)結(jié)果表明，本文提出的方法可確保勵(lì)磁系統(tǒng)有補(bǔ)償相位特性在整個(gè)低頻振蕩頻段都能滿(mǎn)足要求。并通過(guò)Matlab仿真試驗(yàn)，驗(yàn)證了運(yùn)用本文方法優(yōu)化整定PSS參數(shù)的有效性。

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Design of Parameters for Power System Stabilizer Based on M easured Phase Frequency Characteristics

LIXiaocong，WANG Zhanying，XU Junhua，CHEN Baochao
（College ofElectricalEngineering，GuangxiUniversity，Nanning 530004，China）

Power system stabilizer（PSS）is one of themosteffectivemeasures to damp the low frequency oscillation in the power system，and its parameter setting is comparatively complex and difficult.According to themeasured uncom?pensated phase frequency characteristics of the excitation system，and based on the objective function ofminimizing the sum ofabsolute value of the difference between the square of compensation phase required by excitation system and the square of PSSphase，thispaper uses Levenberg-Marquardtoptimization algorithm toobtain the PSS lead/lag link param?eters.Based on themeasured phase frequency characteristics，the simulation resultshows that the proposedmethod can effectively improve the damping characteristics in certainmode and restrain the low frequency oscillation in the power system.The optimization of this papermainly helps the PSSprovide the excitation system with enough phase compensa?tion，and itisnoted that Levenberg-Marquardtoptimization algorithm isapplied to thisarea for the first time.

low frequency oscillation；power system stabilizers（PSS）；Levenberg-Marquardtalgorithm；parameter set?ting；dynamic stability

TM76

A

1003-8930（2017）03-0028-07

10.3969/j.issn.1003-8930.2017.03.005

李嘯驄（1959—），男，博士，教授，博士生導(dǎo)師，研究方向?yàn)榭刂葡到y(tǒng)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、電力系統(tǒng)動(dòng)態(tài)仿真及計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)控制、電力系統(tǒng)分析與控制。Email：lhtlht@gxu.edu.cn

2015-05-04；

2016-05-31

國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目（51267001）；廣西科學(xué)研究與技術(shù)開(kāi)發(fā)項(xiàng)目（14122006-29）；廣西自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目（2014GXNSFAA118338）

王占穎（1989—），女，碩士研究生，研究方向?yàn)殡娏ο到y(tǒng)穩(wěn)定與控制。Email：wangzhanyingdream@163.com

徐俊華（1985—），男，博士，工程師，研究方向?yàn)殡娏ο到y(tǒng)穩(wěn)定與控制、電力系統(tǒng)動(dòng)態(tài)模擬與數(shù)字仿真技術(shù)。Email：minghuxjh@126.com