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维普资讯 第34卷 第13期 继 电器 Vo1．34 No．13 2006年7月1日 RELAY Ju1．1，2006 21 时间延迟对 电力系统稳定器性能的影响 石颉 ，王成山 (天津大学电气与 自动化工程学院，天津300072) 摘要：应用电力系统稳定器(PSS)抑制区域间低频振荡模式时，常需要广域信息作为反馈信号。由于广域信 息传输距离长，传输的时间延迟不可忽略。较大的时延对PSS的性能有很大的影响。文章应用能控性及能观 性指标确定PSS控制回路 ，采用进化策略整定PSS参数。为了有效地分析时延对闭环系统性能的影响，文章 应用Pade逼近法近似时延项e一 ，并把时延表示为状态空间形式，从而可以分析该时延对系统的影响。以4 机 系统为例进行了非线性仿真，说明了方法的有效性。 关键词 ：电力系统稳定器； 区间振荡模式； 广域信息； 时间延迟； 进化策略； Pade逼近 中图分类号：TM712 文献标识码：A 文章编号：1003-4897(2006)13-0021-04 0 引言 1 电力系统稳定器设计 自二十世纪70年代以来，许多国家的电力系统 1．1 控制系统模型引入 在运行中都发生了低频振荡问题。随着我国电网大 闭环控制系统如图1所示 ，G()表示开环电力 区互联 ，低频振荡现象也越来越出¨ 。应用 PSS 系统模型，可用下式表示： 抑制系统低频振荡是一种经济有效的方法。然而随 f (t)=AlXl(t)+BlUl(t) … 着系统规模的扩大，振荡往往涉及多个区域，系统的 【yl(f)=ClXl(f) 主导振荡模式多为区间振荡模式。传统的PSS设计 其中：。为凡。维状态相量；U。为r维输入；Y。为m 方法 已经不能达到理想的效果 ，而应用区域间 维输出；A。、。、C。为相应维数的状态、输入和输 出 的广域信号进行控制的效果更好 。PMU(pha— 矩阵。K()为PSS，其状态空间表达式为 sormeasurementunit)和 WAMS (wideareameasure— f (t)=A2X2(t)+ 2 (t) ，^、 mentsystem)的出现为获取广域信息提供了新手段。 y【2(t)=CX2(t) 文献[9]提出了采用广域测量信号实现励磁控制器 其中： 为凡维状态相量；U2为m维输入；y2为r 区间阻尼控制环节的方法，文献 [10]中提出了一个 维输出；A 、 、 为PSS的状态、输入和输出矩阵。 两级PSS的设计方法，也能达到很好的效果。 上述方法多没有考虑信号传输时延的影响。广 域信号的传输时延往往会恶化系统性能，使控制器 图 1 闭环控制系统方框 图 达不到理想的控制效果。为了正确地模拟实际系统 Fig．1 Blockdiagram oftheclosedloopsystem 的运行状态，考虑时延的影响是必需的，这对于分析 实际控制系统的性能有着重要的意义。文献 [11， 1．2 电力系统稳定器设计 12]论述了时间延迟的处理方法以及对系统稳定性 1．2．1 广域控制回路的选择 的影响。 PSS及励磁系统的方框图如图2所示。 文章详细讨论了信号传输的时间延迟对闭环系 统稳定性的影响。应用Pade逼近近似时延，并写成 状态空间形式，从而可分析在有