1.一种采用超前控制器的超低频振荡抑制方法,其特征在于,包括:
S1、根据原动系统开环传递函数、发电机模型在复频域内的传递函数和超前控制器,得到单机系统的闭环特征方程H(s);
S2、分离闭环特征方程变量,得到超前控制器的等效开环传函数GW(s);
S3、绘制等效开环传递函数的根轨迹,记根轨迹与虚轴的交点为A;
S4、令A点坐标为(0,ω),其对应的水锤效应系数Tw的值为Tw_max,并令超前控制器参数Z=1,带入单机系统的闭环特征方程H(s)中,计算得到超前控制器的传递函数G超前(s);
S5、通过4机2区域仿真算例,验证超前控制器对抑制超低频振荡现象的适用性和有效性。
2.根据权利要求1所述的采用超前控制器的超低频振荡抑制方法,其特征在于,所述原动系统开环传递函数为:其中,KP、KI、KD分别为调速器的比例、积分和微分系数;BP为调差系数;TD为微分环节时间常数;KP1为电液伺服系统的比例系数;To为油动机开启时间常数;T2为反馈环节时间常数;TW为水锤效应时间常数。
3.根据权利要求1所述的采用超前控制器的超低频振荡抑制方法,其特征在于,所述发电机模型在复频域内的传递函数为:其中,TJ为发电机的惯性时间常数;D为发电机阻尼系数;ΔPm为机械功率变化量;Δω为转速变化量。
4.根据权利要求1所述的采用超前控制器的超低频振荡抑制方法,其特征在于,所述超前控制器为:其中,z和p分别为超前控制器的参数。
5.根据权利要求1所述的采用超前控制器的超低频振荡抑制方法,其特征在于,所述单机系统的闭环特征方程H(s)为:H(s)=(1-TWs)(s-z)[(KD+KPTD)s2+(KP+KITD)s+KI]×(Kp1T2s+Kp1)+(1+0.5TWs)(s-p)[TDs2+(BPKITD+1)s+BPKI](T0T2s2+T0s+Kp1)(TJs+D)=0随着水锤效应系数Tw的增大,系统相位出现严重滞后,故令Tw为系统开环参数,则H(s)改写为:A(s)+TWB(s)=0
其中,A(s)=((KD+KPTD)s2+(KP+KITD)s+KI)×(Kp1T2s+Kp1)(s-z)+(TDs2+(BPKITD+1)s+BPKI)×(T0T2s2+T0s+Kp1)(TJs+D)(s-p)B(s)=-s((KD+KPTD)s2+(KP+KITD)s+KI)(Kp1T2s+Kp1)(s-z)+0.5s(TDs2+(BPKITD+1)s+BPKI)(T0T2s2+T0s+Kp1)(TJs+D)(s-p)。
6.根据权利要求1所述的采用超前控制器的超低频振荡抑制方法,其特征在于,超前控制器的等效开环传函数GW(s)为:
7.根据权利要求1所述的采用超前控制器的超低频振荡抑制方法,其特征在于,所述步骤S3中首先令z=p,绘制以Tw为开环增益的根轨迹,然后令z≠p,重复同样操作,得到超前控制器加入前后的系统根轨迹曲线。
8.根据权利要求1所述的采用超前控制器的超低频振荡抑制方法,其特征在于:将根轨迹与虚轴相交的点A作为控制临界点,令A点坐标为(0,ω),其对应的水锤效应系数Tw的值为Tw_max,并令超前控制器参数Z=1,并将p>z=1带入单机系统的闭环特征方程H(s)中,计算得到超前控制器的传递函数G超前(s):