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专利号: 2017114591759
申请人: 浙江工业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 发电、变电或配电
更新日期:2023-12-11
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种电力系统时滞自适应广域阻尼器,由广域阻尼器模块WAD、控制参数计算模块CPC、控制参数存储器模块CPS和控制参数更新模块CPU四部分构成,根据广域测量系统WAMS提供的带精确时标的广域测量信号y(t-τ)输出合适的阻尼控制信号u(t);其中,WAD主要由隔直环节(W)、反馈增益环节(K)、相位补偿环节P和输出限幅环节B依次串联而组成;CPC实时接收CPU发出的是否启动控制参数重新计算的启动信号F,并根据输入的时滞参数τ、广域反馈信号y(t-τ)和输入信号u(t)快速计算WAD模块的控制参数P,并将计算所得的控制参数P、设计时滞τWAD和计算结束时刻t信息送入CPS保存,同时将计算结束时刻t信息送入CPU供其决策使用;CPU记录WAD当前控制参数对应的设计时滞τWAD,根据实时时滞τ、WAD当前控制参数的设计时滞τWAD和CPC计算结束时刻信息t决定是否需要更新WAD的控制参数P、是否需要启动CPC重新计算控制参数、以及如何选择匹配的控制参数P,控制参数更新信息以更新信号S的形式传递给CPS,并能用CPS传递过来的控制参数P去更新WAD的控制参数,启动CPC重新计算控制参数的启动信号F将传递给CPC;CPS承担存储控制参数P及其对应的设计时滞τWAD和设计时刻t信息,并响应CPU发出的更新信号S,提供与S对应的控制参数P给CPU;

CPC模块根据当前系统运行状态和时滞为WAD模块在线计算合适的控制参数,其具体运行如下:T1:实时监测CPU发送过来的是否启动控制参数重新计算的启动信号F,若F=1,则启动控制参数重新计算,进入T2;否则继续T1;

T2:根据广域反馈信号y(t-τ),确定被控低频振荡模式的特征根(λj=σj+jωj),其中σj和ωj分别是λj的实部和虚部;

T3:根据广域反馈信号y(t-τ)和输入信号u(t),确定与被控低频振荡模式λj对应的留数Rj,计算系统输入端至系统输出端之间的相位偏移θ1=∠Rj;

T4:根据控制环路的时滞τ,将其作为设计时滞τWAD,计算由于τ引起的系统输出信号的相位滞后θ2,计算公式如下:T5:计算相位总偏移θ=θ1+θ2±k×360°,k为整数,通过调整k值使θ处于(-180°,+180°]范围之内;

T6:确定加入WAD后闭环系统被控低频振荡模式的阻尼比期望值ξ,据此计算被控低频振荡模式特征根λj的期望变化量Δλj,计算公式如下:Δλj=-ξωj-σj

T7:计算WAD需要补偿的相位∠A(λj)并判断反馈增益K的正负性:

1)若0°<θ≤90°,则:

2)若90°<θ≤180°,则:

3)若-180°<θ≤-90°,则:

4)若-90°<θ≤0°,则:

T8:WAD中的相位补偿环节(P)的传递函数如下:

式中参数N、T1和T2的计算方法如下:

T1=αT2

T9:计算WAD中反馈增益K的幅值|K|,计算方式如下:

式中,A(λj)为T8中相位补偿环节(P)的传递函数A(s)中代入被控低频振荡模式的特征根λj所得;

T10:根据常规方法选取时滞WAD中隔直环节W和输出限幅环节B的参数;

T11:记录此刻的时间t,并将计算所得的WAD模块的所有控制参数打包为控制参数P;

T12:将控制参数P、设计时滞τWAD和计算结束时刻t信息送入CPS模块保存,同时将计算结束时刻t信息送入CPU模块供其决策使用;

T13:返回T1;

CPU模块根据实时时滞τ、WAD模块当前控制参数的设计时滞τWAD和CPC模块计算结束时刻信息t选择合适的控制参数P去更新WAD模块的控制参数,具体运行如下:S1:在线监测控制回路的实时时滞τ和CPC传递过来的信号t,若实时时滞τ与当前WAD的设计时滞τWAD之差Δτ=|τ-τWAD|大于阈值Τ时,进入S2,若CPC传递过来的信号t发生了变化,则进入S5,否则继续S1;

S2:向CPC发送重新启动控制参数计算的启动信号F,同时向CPS发送调取设计时滞τWAD=τ的更新信号S;

S3:接收从CPS传送过来的、与更新信号S中设计时滞τWAD最接近的历史时滞τh所对应的控制参数P;

S4:用从CPS中接收到的最新控制参数更新WAD的参数,返回S1;

S5:根据CPC传递过来的信号t确定t时刻的实时时滞τ’;

S6:若t时刻的实时时滞τ’与步骤2中的设计时滞τWAD的差值Δτ’=|τ’-τ|小于阈值Τ,则向CPS发送调取控制参数设计时刻为t的更新信号S;

S7:返回S4。