1.一种基于柔性励磁系统的无功阻尼控制器的参数整定方法,所述的无功阻尼控制器包括:双路信号输入端(110、120),其分别用于接受表征机组运行状态的转速信号(108)和电功率信号(109);加速功率信号合成环节(140),其用于将转速信号(108)和电功率信号(109)合成处理成能表征机组功率振荡的加速功率信号(107);带通滤波环节(150),其用于将加速功率信号(107)中非预定频率信号滤除,得到预定频率范围内的加速功率滤波信号(106);移相增益与输出限幅环节(160),其用于提供加速功率滤波信号(106)与振荡阻尼控制信号(105)之间的相位差、增益比例,并对输出的振荡阻尼控制信号(105)作限幅处理;控制信号输出端(130),其用于响应加速功率滤波信号(106)而提供振荡阻尼控制信号(105);其特征在于,上述的参数整定方法包括步骤:1)根据机组参数与典型配置方法整定加速功率信号合成环节参数;2)根据无功阻尼控制器作用频段范围设计带通滤波环节参数;3)建立柔性励磁系统无功阻尼通道的理论无补偿相频特性数学模型,记G Q (s);4)以无功阻尼控制器移相环节控制参数为未知量,建立无功阻尼控制器补偿特性数学模型,记G Qω (s);5)以整定频段范围内阻尼转矩最大化、其余频段不提供负阻尼为目标,建立补偿后相频特性数学模型的目标函数,利用粒子群算法求取无功阻尼控制器移相环节控制参数的最优解;6)建立包含柔性励磁系统无功阻尼控制器的发电机系统状态空间方程,利用根轨迹法求得临界增益;7)根据目标频段内期望阻尼比,在临界增益范围内根据柔性励磁系统理论阻尼比计算公式确定无功阻尼控制器的增益;所述的柔性励磁系统无功阻尼通道的理论无补偿相频特性数学模型为:其中,式中,x qΣ =x q +x S ,x dΣ =x d +x S ,x' d∑ =x' d +x S ,x S =x T +x line 为系统变压器电抗和线路电抗之和,x d 为发电机d轴同步电抗,x q 为发电机q轴同步电抗,x' d 为发电机d轴暂态电抗,V t0 发电机机端初始电压,V td0 发电机机端初始电压d轴分量,V tq0 为发电机机端初始电压d轴分量,i td0 为发电机机端初始电流d轴分量,i tq0 为发电机机端初始电流q轴分量,E' q0 为发电机q轴暂态电势初始值,T′ d0 为励磁绕组时间常数,K A 为自动电压调节器比例增益,s为频域传递函数的数学算子;所述的柔性励磁系统理论阻尼比计算公式为:其中,T J 为转子惯性时间常数,ω 0 为系统运行角速度稳态值;K D 、K S 分别为系统的阻尼转矩系数和同步转矩系数,由柔性励磁系统小干扰转矩偏差方程得到,柔性励磁系统小干扰转矩偏差方程为:式中,式中,δ 0 为发电机功角初始值;ΔT e 为柔性励磁系统的电磁转矩偏差,Δω为转速偏差,Δδ为功角偏差,G Pω (s)为PSS传递函数,G Qω (s)为无功阻尼控制器补偿特性数学模型,V s 表示无穷大母线电压。
2.如权利要求1所述的无功阻尼控制器的参数整定方法,其特征在于,所述带通滤波环节(150)的信号处理步骤包括:加速功率信号(107)分别经过2个超前滞后环节后相减,并经过1个比例环节,得到加速功率滤波信号(106)。
3.如权利要求1或2所述的无功阻尼控制器的参数整定方法,其特征在于,所述加速功率信号合成环节(140)的信号处理步骤包括:转速信号(108)通过2个隔直环节(141、142)形成待合成转速信号(143);电功率信号(109)通过隔直环节(144)和一阶滞后环节(145)形成待合成电功率信号(146);待合成转速信号(143)与待合成电功率信号(146)相加,得到计算机械功率信号(147);待合成电功率信号(146)与经过陷波滤波器(148)过滤后的计算机械功率信号(147)相减,得到加速功率信号(107)。
4.一种基于柔性励磁系统的无功阻尼控制器的参数整定方法,所述的无功阻尼控制器包括:双路信号输入端(110、120),其分别用于接受表征机组运行状态的转速信号(108)和电功率信号(109);加速功率信号合成环节(140),其用于将转速信号(108)和电功率信号(109)合成处理成能表征机组功率振荡的加速功率信号(107);移相增益与输出限幅环节(160),其用于提供加速功率信号(107)与振荡阻尼控制信号(105)之间的相位差、增益比例,并对输出的振荡阻尼控制信号(105)作限幅处理;控制信号输出端(130),其用于响应加速功率信号(107)而提供振荡阻尼控制信号(105);其特征在于,上述的参数整定方法包括步骤:1)根据机组参数与典型配置方法整定加速功率信号合成环节参数;2)建立柔性励磁系统无功阻尼通道的理论无补偿相频特性数学模型,记G Q (s);3)以无功阻尼控制器移相环节控制参数为未知量,建立无功阻尼控制器补偿特性数学模型,记G Qω (s);4)以整定频段范围内阻尼转矩最大化、其余频段不提供负阻尼为目标,建立补偿后相频特性数学模型的目标函数,利用粒子群算法求取无功阻尼控制器移相环节控制参数的最优解;5)建立包含柔性励磁系统无功阻尼控制器的发电机系统状态空间方程,利用根轨迹法求得临界增益;6)根据目标频段内期望阻尼比,在临界增益范围内根据柔性励磁系统理论阻尼比计算公式确定无功阻尼控制器的增益;所述的柔性励磁系统无功阻尼通道的理论无补偿相频特性数学模型为:其中,式中,x qΣ =x q +x S ,x dΣ =x d +x S ,x' d∑ =x' d +x S ,x S =x T +x line 为系统变压器电抗和线路电抗之和,x d 为发电机d轴同步电抗,x q 为发电机q轴同步电抗,x' d 为发电机d轴暂态电抗,V t0 发电机机端初始电压,V td0 发电机机端初始电压d轴分量,V tq0 为发电机机端初始电压d轴分量,i td0 为发电机机端初始电流d轴分量,i tq0 为发电机机端初始电流q轴分量,E' q0 为发电机q轴暂态电势初始值,T d ′ 0 为励磁绕组时间常数,K A 为自动电压调节器比例增益,s为频域传递函数的数学算子;所述的柔性励磁系统理论阻尼比计算公式为:其中,T J 为转子惯性时间常数,ω 0 为系统运行角速度稳态值;K D 、K S 分别为系统的阻尼转矩系数和同步转矩系数,由柔性励磁系统小干扰转矩偏差方程得到,柔性励磁系统小干扰转矩偏差方程为:式中,式中,δ 0 为发电机功角初始值;ΔT e 为柔性励磁系统的电磁转矩偏差,Δω为转速偏差,Δδ为功角偏差,G Pω (s)为PSS传递函数,G Qω (s)为无功阻尼控制器补偿特性数学模型,V s 表示无穷大母线电压。
5.如权利要求4所述的无功阻尼控制器的参数整定方法,其特征在于,所述加速功率信号合成环节(140)的信号处理步骤包括:转速信号(108)通过2个隔直环节(141、142)形成待合成转速信号(143);电功率信号(109)通过隔直环节(144)和一阶滞后环节(145)形成待合成电功率信号(146);待合成转速信号(143)与待合成电功率信号(146)相加,得到计算机械功率信号(147);待合成电功率信号(146)与经过陷波滤波器(148)过滤后的计算机械功率信号(147)相减,得到加速功率信号(107)。