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电力系统稳定器(PSS)作为一种抑制低频振荡最有效且经济的措施在现代电力系统中已经得到广泛的研究应用。目前,在复杂电力系统的PSS参数协调整定中还存在诸多问题,比如参数整定不合理,实际工程应用价值不高,配置PSS后达不到预期效果等等。围绕这些问题,开展了如下工作:将全部的PSS参数配置处理成一个优化问题,运用人工鱼群算法和遗传算法两种智能寻优算法对多机系统PSS参数进行协调优化并编制相关小扰动稳定分析程序。主要研究内容和成果如下:
将基于K阵等值法设计的PSS参数作为两种优化算法的初始种群选取的基准,优化算法的初始种群在此基准值上下50%区间范围内随机选取,使得算法寻优范围更加精确,从而提高两种算法的收敛效率,尤其是有效缓解了遗传算法收敛速度慢的缺点。将此法与采用随机初始种群的优化结果进行比较,结果证明了此法设计的PSS参数效果更好。
在两种算法的设计上,都采用以所有机电模式的最小阻尼比最大作为算法的优化目标函数,以所有PSS参数作为待优化变量。为了加快两种智能算法的收敛速度,提高算法的效率,在原有基本算法基础上结合其他学者的研究成果对算法本身进行了适当改进,在遗传算法中采用具有自适应能力的交叉、变异算子,在人工鱼群算法中对步长和视野作出了调整,并且加入了变异机制。
用MATLAB编制了多机复杂系统的小扰动稳定性分析程序和基于两种智能算法的PSS参数优化程序,其中遗传算法直接用MATLAB遗传算法工具箱函数编制,所有算例的结果均可证明所设计的优化算法是切实有效的。通过同一算例——中国电科院8机系统对比所设计的两种优化算法各自的优缺点。人工鱼群算法在寻优速度和迭代次数上较之遗传算法有明显的优势,但通用性和稳定性还有待提高。遗传算法适用性较强,运用自编遗传算法优化程序对某62机区域复杂电网系统进行了小扰动特征值分析,分析结果再次表明了所设计算法在优化PSS参数上的可能性。