基于非线性规划方法的PSS参数优化设计

董晓亮，李 江，李国庆

(东北电力大学电气工程学院，吉林吉林1320121)

电力系统稳定器(PSS)作为抑制电网低频功率振荡的重要技术手段［1-3］，是目前世界上应用最广泛、最经济且技术较为成熟的抑制低频振荡的措施。只有当PSS时间常数能对励磁系统和发电机造成的相位滞后有很好的补偿效果并且其增益恰当时，PSS才能对电网的低频振荡提供很好的阻尼。因此，其参数优化设计一直是学术和工程界的热点问题之一。至今，无论是在理论还是实践中，PSS参数整定已有众多的方法和技术。这些方法总体上分为两大类［4］，一类是现场试验法，即在机组运行中，通过测试机组及其励磁系统的开环响应特性，进而设定PSS控制参数;另一类是模型分析法，即通过机组和电网的数学模型，通过理论推导或时域仿真来设计和校验PSS参数。当然，也可将两类方法结合起来应用。PSS参数整定要使PSS的振荡阻尼作用兼顾联网后出现的区间模式(约0.2～0.7 Hz)、区内模式(约0.7～1.0 Hz)和本机模式(1.0～2.0 Hz)。而PSS参数优化数学上描述为一个非线性优化问题，通过选择合适的系统动态性能指标作为目标函数，可兼顾考虑系统多种运行方式。国内外很多学者对这一复杂的非线性优化问题作了大量研究。其中文献［5］采用的传统梯度法和文献［6］采用的遗传算法来求解PSS参数优化问题取得了一定成果。本文以河北邢台电厂的10号机组工程实际需要为目标，拟用非线性规划法(NLP)对PSS进行参数优化设计。

1 系统建模

1.1 电网拓扑

图1为系统的拓扑图，PSS以发电机的△Pout作为反馈信号从而控制励磁系统(AVR)的输出，进而控制发电机，形成一个闭环系统。……