發(fā)明屬于電力系統(tǒng)領(lǐng)域，具體涉及一種原動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)附加阻尼控制方法。

背景技術(shù)：

近年來，在水電機(jī)組比例較高的孤網(wǎng)和直流孤島送出系統(tǒng)中陸續(xù)出現(xiàn)振蕩頻率低于0.1Hz的超低頻率振蕩現(xiàn)象。當(dāng)前調(diào)速系統(tǒng)在滿足電網(wǎng)一次調(diào)頻動(dòng)作快速性的同時(shí)，帶來了明顯的負(fù)阻尼。由于電力系統(tǒng)的發(fā)展、互聯(lián)電力系統(tǒng)的出現(xiàn)和擴(kuò)大、快速自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器和快速勵(lì)磁系統(tǒng)的應(yīng)用，國內(nèi)外不少電力系統(tǒng)出現(xiàn)了低頻功率振蕩，嚴(yán)重影響電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，成為制約聯(lián)絡(luò)線輸送功率極限提高的最重要因素之一。為抑制低頻振蕩，目前電力系統(tǒng)中通常采取在勵(lì)磁系統(tǒng)中安裝PSS裝置，以增大阻尼功率為目標(biāo)從而提高系統(tǒng)阻尼，但由于發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)與電網(wǎng)聯(lián)系緊密，其PSS參數(shù)整定設(shè)計(jì)難以推廣到互聯(lián)電力系統(tǒng)的多機(jī)模式。

雖然汽輪發(fā)電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的時(shí)間常數(shù)較大且存在間隙死區(qū)，但近年來電液調(diào)速器的應(yīng)用越來越廣泛，調(diào)速性能得到提高，研究發(fā)現(xiàn)調(diào)速系統(tǒng)在一定運(yùn)行方式下可能產(chǎn)生一定負(fù)阻尼，引發(fā)低頻振蕩，在調(diào)速系統(tǒng)側(cè)安裝GAD可以達(dá)到抑制低頻振蕩、提高系統(tǒng)穩(wěn)定性的目的。單機(jī)系統(tǒng)GAD的設(shè)計(jì)較為簡(jiǎn)單，動(dòng)模實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)完善了調(diào)速系統(tǒng)模擬，驗(yàn)證了GAD抑制低頻蕩的作用，GAD具有魯棒性、多機(jī)解偶性，為繼續(xù)研究GAD奠定了基礎(chǔ)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決原動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)特別是水力發(fā)電機(jī)組在一定運(yùn)行方式下負(fù)阻尼產(chǎn)生的超低頻振蕩問題，本發(fā)明提供一種原動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)附加阻尼控制方法，通過相位補(bǔ)償原理，提高調(diào)速系統(tǒng)阻尼。

本發(fā)明的目的是采用下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一種原動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)附加阻尼器控制方法，所述方法包括：

根據(jù)預(yù)先定義的原動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)模型計(jì)算影響原動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的機(jī)械功率，并將所述機(jī)械功率分解為阻尼轉(zhuǎn)矩和同步轉(zhuǎn)矩分量，分別獲得功率閉環(huán)調(diào)節(jié)和轉(zhuǎn)速閉環(huán)調(diào)節(jié)下的補(bǔ)償后附加阻尼系數(shù)，根據(jù)附加阻尼系數(shù)確定阻尼轉(zhuǎn)矩區(qū)間；

構(gòu)建調(diào)速系統(tǒng)附加阻尼器模型，對(duì)調(diào)速系統(tǒng)的相頻特性相應(yīng)的補(bǔ)償環(huán)節(jié)進(jìn)行相位補(bǔ)償，使得附加阻尼系數(shù)為正。

優(yōu)選的，所述原動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)模型即為Phillips-Heffron：

上式中，M為機(jī)組轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，ΔT_M為原動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩增量，ΔT_E為發(fā)電機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩增量，D為系統(tǒng)阻尼作用，ω為發(fā)電機(jī)軸速度，ω₀為系統(tǒng)基準(zhǔn)角頻率，ω_d為系統(tǒng)振蕩頻率；Δδ為功角變化量，j為拉普拉斯算子，t為時(shí)間，Δω為轉(zhuǎn)速變化量。

進(jìn)一步地，通過下式計(jì)算影響原動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的機(jī)械功率：

上式中，H_GOV(s)表示調(diào)速系統(tǒng)的傳遞函數(shù)，Δx表示調(diào)速系統(tǒng)的控制輸入增量；ΔT_D表示調(diào)速系統(tǒng)的阻尼轉(zhuǎn)矩分量，ΔT_S表示勵(lì)磁系統(tǒng)的阻尼轉(zhuǎn)矩分量反相位，表示調(diào)速系統(tǒng)的相位，K_GOV為調(diào)速系統(tǒng)的增益。

優(yōu)選的，通過下式確定所述轉(zhuǎn)速閉環(huán)控制方式下的附加阻尼系數(shù)：

其中，D_GOV1表示轉(zhuǎn)速閉環(huán)控制方式下的附加阻尼系數(shù)，ω₀為系統(tǒng)基準(zhǔn)角頻率，ω_d為系統(tǒng)振蕩頻率，調(diào)速系統(tǒng)的相位，K_GOV為調(diào)速系統(tǒng)的增益；

當(dāng)D_GOV1＞0時(shí)，為原動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)提供正阻尼，反之，則提供負(fù)阻尼；

在轉(zhuǎn)速閉環(huán)控制下，原動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)在滯后90°～270°時(shí)，為其提供負(fù)阻尼，在滯后-90°～90°時(shí)提供正阻尼，當(dāng)且僅當(dāng)滯后角度達(dá)180°時(shí)提供的負(fù)阻尼分量最大。

優(yōu)選的，通過下式獲取所述功率閉環(huán)控制方式下的附加阻尼系數(shù)：

其中，D_GOV2表示功率閉環(huán)控制方式下的附加阻尼系數(shù)，j為拉普拉斯算子，ω₀為系統(tǒng)基準(zhǔn)角頻率，ω_d為系統(tǒng)振蕩頻率，調(diào)速系統(tǒng)的相位，K_GOV為調(diào)速系統(tǒng)的增益，ΔP_E＝K₁Δδ+K₂ΔE_q'，ΔM_e為電磁轉(zhuǎn)矩變化量，E’_q為暫態(tài)電動(dòng)勢(shì)；

當(dāng)D_GOV2＞0時(shí)，為原動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)提供正阻尼，反之，則提供負(fù)阻尼；

在功率閉環(huán)控制下，原動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)在滯后0°～180°時(shí)需為其提供負(fù)阻尼，在超前0°～180°時(shí)提供正阻尼，當(dāng)且僅當(dāng)滯后角度達(dá)90°時(shí)提供的負(fù)阻尼分量最大。

優(yōu)選的，基于相位補(bǔ)償原理，以轉(zhuǎn)速差或者機(jī)械功率差作為輸入信號(hào)，以附加開度指令為輸出信號(hào)，通過下式確定調(diào)速系統(tǒng)附加阻尼器模型：

其中，G_GADS(s)抑制低頻振蕩的調(diào)速系統(tǒng)附加阻尼器的傳遞函數(shù)，K_GADS為調(diào)速系統(tǒng)附加阻尼器的增益，T_W1為隔直時(shí)間常數(shù)，T₁、T₃、T₅為超前時(shí)間常數(shù)，T₂、T₄、T₆為滯后時(shí)間常數(shù)；為測(cè)量環(huán)節(jié)傳遞函數(shù)，為超低頻濾波環(huán)節(jié)傳遞函數(shù)，為隔直環(huán)節(jié)傳遞函數(shù)，為三級(jí)超前/滯后補(bǔ)償環(huán)節(jié)傳遞函數(shù)；s為積分算子，s²為積分算子的二次方；G_l1、G_l2、ξ_l1、ξ_l2為雙二階濾波器的配置參數(shù)。

進(jìn)一步地，所述轉(zhuǎn)速閉環(huán)控制下的補(bǔ)償后附加阻尼系數(shù)為：

其中，D'_GOV1表示轉(zhuǎn)速閉環(huán)控制下的補(bǔ)償后附加阻尼系數(shù)；為調(diào)速系統(tǒng)附加阻尼器的相位。

進(jìn)一步地，所述功率閉環(huán)控制下的補(bǔ)償后附加阻尼系數(shù)為：

其中，D'_GOV2表示功率閉環(huán)控制下的補(bǔ)償后附加阻尼系數(shù)。

進(jìn)一步地，所述根據(jù)附加阻尼系數(shù)確定阻尼轉(zhuǎn)矩區(qū)間包括：補(bǔ)償環(huán)節(jié)參數(shù)當(dāng)調(diào)速系統(tǒng)在滯后90°～270°時(shí)選取轉(zhuǎn)速閉環(huán)控制環(huán)節(jié)參數(shù)，使得補(bǔ)償后的附加阻尼系數(shù)D'_GOV1大于零；

當(dāng)調(diào)速系統(tǒng)在滯后0°～180°時(shí)選取功率閉環(huán)控制環(huán)節(jié)參數(shù)的補(bǔ)償，使得補(bǔ)償后的附加阻尼系數(shù)D'_GOV2大于零。

優(yōu)選的，所述補(bǔ)償環(huán)節(jié)包括：測(cè)量環(huán)節(jié)、濾波環(huán)節(jié)、死區(qū)環(huán)節(jié)、隔直環(huán)節(jié)、三級(jí)超前/滯后補(bǔ)償環(huán)節(jié)、放大環(huán)節(jié)及限幅環(huán)節(jié)，所述各環(huán)節(jié)依次連接。

與最接近的現(xiàn)有技術(shù)比，本發(fā)明的有益效果為：

本發(fā)明涉及一種原動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)附加阻尼器控制方法，可以顯著提高調(diào)速系統(tǒng)的附加阻尼。根據(jù)預(yù)先定義的原動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)模型計(jì)算影響原動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的機(jī)械功率，并將所述機(jī)械功率分解為阻尼轉(zhuǎn)矩和同步轉(zhuǎn)矩分量，分別獲得功率閉環(huán)調(diào)節(jié)和轉(zhuǎn)速閉環(huán)調(diào)節(jié)下的補(bǔ)償后附加阻尼系數(shù)，根據(jù)附加阻尼系數(shù)確定阻尼轉(zhuǎn)矩區(qū)間；構(gòu)建調(diào)速系統(tǒng)附加阻尼器模型，基于相位補(bǔ)償原理，對(duì)調(diào)速系統(tǒng)的相頻特性相應(yīng)的補(bǔ)償環(huán)節(jié)進(jìn)行相位補(bǔ)償，使得附加阻尼系數(shù)為正。

通過上述發(fā)明方案使調(diào)速系統(tǒng)引起的超低頻率振蕩阻尼得到提升。整定GAD模型中各個(gè)環(huán)節(jié)參數(shù)，經(jīng)過相位補(bǔ)償和增益，將輸出信號(hào)疊加到調(diào)速系統(tǒng)中，調(diào)試簡(jiǎn)便，靈活可靠，有效地抑制原動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的低頻振蕩現(xiàn)象。依靠本發(fā)明的靈活性、直觀性和可靠性，在抑制低頻振蕩方面應(yīng)用簡(jiǎn)單，能夠在調(diào)速系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例所提供的原動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)附加阻尼器GAD的傳遞函數(shù)框圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例所提供的簡(jiǎn)化原動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)模型示意圖；

圖3為本發(fā)明實(shí)施例所提供的簡(jiǎn)化原動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)附加阻尼器模型示意圖；

圖4為本發(fā)明實(shí)施例所提供的功率閉環(huán)控制下調(diào)速系統(tǒng)的阻尼特性示意圖；

圖5為本發(fā)明實(shí)施例所提供的轉(zhuǎn)速閉環(huán)控制下調(diào)速系統(tǒng)的阻尼特性示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。

為了解決原動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)特別是水力發(fā)電機(jī)組在一定運(yùn)行方式下負(fù)阻尼產(chǎn)生的超低頻振蕩問題，本發(fā)明針對(duì)發(fā)電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)特性，基于相位補(bǔ)償原理，提供了一種包括測(cè)量環(huán)節(jié)、濾波環(huán)節(jié)、死區(qū)環(huán)節(jié)、隔直環(huán)節(jié)、三級(jí)超前滯后補(bǔ)償環(huán)節(jié)、放大環(huán)節(jié)及限幅環(huán)節(jié)的一種原動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)附加阻尼器(GAD)控制方法，具體涉及一種抑制超低頻振蕩的原動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)附加阻尼器(Governor Additional Damper，GAD)的實(shí)現(xiàn)方法。該方法能夠靈活有效地補(bǔ)償調(diào)速系統(tǒng)阻尼，對(duì)原動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)超低頻振蕩具有明顯的抑制作用。具體包括：

基于相位補(bǔ)償原理，在調(diào)速系統(tǒng)中引入附加阻尼控制模型，有效補(bǔ)償調(diào)速系統(tǒng)在功率閉環(huán)下滯后0～180°時(shí)或轉(zhuǎn)速閉環(huán)下滯后90°～270°時(shí)的負(fù)阻尼特性。

該方法主要解決調(diào)速系統(tǒng)在一定運(yùn)行條件下，出現(xiàn)超低頻振蕩問題，其振蕩頻率一般低于0.1Hz。根據(jù)附加阻尼系數(shù)的分析得知，以轉(zhuǎn)速差或電功率差作為輸入信號(hào)，經(jīng)過相位補(bǔ)償和增益等環(huán)節(jié)，輸出附加開度指令信號(hào)疊加到調(diào)節(jié)系統(tǒng)輸入端，能夠?qū)⒏郊幼枘嵯禂?shù)提高到正阻尼區(qū)間位置。由于發(fā)電機(jī)組水錘效應(yīng)影響，會(huì)產(chǎn)生一個(gè)相位滯后環(huán)節(jié)，在GAD的參數(shù)整定部分需要補(bǔ)償相應(yīng)的相位。根據(jù)發(fā)電機(jī)組調(diào)節(jié)系統(tǒng)的實(shí)測(cè)建模和GAD模型，配置一定參數(shù)的附加控制后，系統(tǒng)阻尼得到明顯加強(qiáng)，對(duì)調(diào)速系統(tǒng)低頻振蕩具有明顯的抑制作用。

本發(fā)明方案主要解決原動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)在一定運(yùn)行條件下，出現(xiàn)超低頻振蕩問題，

其振蕩頻率明顯低于0.1Hz，工程實(shí)際的原動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)附加阻尼器實(shí)現(xiàn)是輸入轉(zhuǎn)速或電功率信號(hào)，經(jīng)過附加阻尼控制的相位補(bǔ)償?shù)拳h(huán)節(jié)后將輸出信號(hào)疊加到開度指令Y_PID，其系統(tǒng)調(diào)速模型如圖2所示。

(1)根據(jù)預(yù)先定義的原動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)模型計(jì)算影響原動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的機(jī)械功率，并將所述機(jī)械功率分解為阻尼轉(zhuǎn)矩和同步轉(zhuǎn)矩分量，分別獲得功率閉環(huán)調(diào)節(jié)和轉(zhuǎn)速閉環(huán)調(diào)節(jié)下的補(bǔ)償后附加阻尼系數(shù)，根據(jù)附加阻尼系數(shù)確定阻尼轉(zhuǎn)矩區(qū)間；

其中，原動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)模型即為Phillips-Heffron：

上式中，M為機(jī)組轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，ΔT_M為原動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩增量，ΔT_E為發(fā)電機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩增量，D為系統(tǒng)阻尼作用，ω為發(fā)電機(jī)軸速度，ω₀為系統(tǒng)基準(zhǔn)角頻率，ω_d為系統(tǒng)振蕩頻率。Δδ為功角變化量，j為拉普拉斯算子，t為時(shí)間，Δω為轉(zhuǎn)速變化量。

通過下式計(jì)算影響原動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的機(jī)械功率：

上式中，H_GOV(s)表示調(diào)速系統(tǒng)的傳遞函數(shù)，Δx表示調(diào)速系統(tǒng)的控制輸入增量；ΔT_D表示調(diào)速系統(tǒng)的阻尼轉(zhuǎn)矩分量，ΔT_S表示勵(lì)磁系統(tǒng)的阻尼轉(zhuǎn)矩分量反相位，表示調(diào)速系統(tǒng)的相位，K_GOV為調(diào)速系統(tǒng)的增益。

通過下式確定所述轉(zhuǎn)速閉環(huán)控制方式下的附加阻尼系數(shù)：

其中，D_GOV1表示轉(zhuǎn)速閉環(huán)控制方式下的附加阻尼系數(shù)，ω₀為系統(tǒng)基準(zhǔn)角頻率，ω_d為系統(tǒng)振蕩頻率，調(diào)速系統(tǒng)的相位，K_GOV為調(diào)速系統(tǒng)的增益；

補(bǔ)償作用機(jī)理進(jìn)行分析，如圖4和圖5所示，當(dāng)D_GOV1＞0時(shí)，為原動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)提供正阻尼，反之，則提供負(fù)阻尼；

在轉(zhuǎn)速閉環(huán)控制下，原動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)在滯后90°～270°時(shí)，為其提供負(fù)阻尼，在滯后-90°～90°時(shí)提供正阻尼，當(dāng)且僅當(dāng)滯后角度達(dá)180°時(shí)提供的負(fù)阻尼分量最大。

轉(zhuǎn)速閉環(huán)控制下的補(bǔ)償后附加阻尼系數(shù)為：

其中，D'_GOV1表示轉(zhuǎn)速閉環(huán)控制下的補(bǔ)償后附加阻尼系數(shù)；為調(diào)速系統(tǒng)附加阻尼器的相位。

通過下式獲取所述功率閉環(huán)控制方式下的附加阻尼系數(shù)：

其中，D_GOV2表示功率閉環(huán)控制方式下的附加阻尼系數(shù)，j為拉普拉斯算子，ω₀為系統(tǒng)基準(zhǔn)角頻率，ω_d為系統(tǒng)振蕩頻率，調(diào)速系統(tǒng)的相位，K_GOV為調(diào)速系統(tǒng)的增益，ΔP_E＝K₁Δδ+K₂ΔE_q'，ΔM_e為電磁轉(zhuǎn)矩變化量，E’_q為暫態(tài)電動(dòng)勢(shì)；

當(dāng)D_GOV2＞0時(shí)，為原動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)提供正阻尼，反之，則提供負(fù)阻尼；

在功率閉環(huán)控制下，原動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)在滯后0°～180°時(shí)需為其提供負(fù)阻尼，在超前0°～180°時(shí)提供正阻尼，當(dāng)且僅當(dāng)滯后角度達(dá)90°時(shí)提供的負(fù)阻尼分量最大。

功率閉環(huán)控制下的補(bǔ)償后附加阻尼系數(shù)為：

其中，D'_GOV2表示功率閉環(huán)控制下的補(bǔ)償后附加阻尼系數(shù)。

根據(jù)附加阻尼系數(shù)確定阻尼轉(zhuǎn)矩區(qū)間包括：補(bǔ)償環(huán)節(jié)參數(shù)當(dāng)調(diào)速系統(tǒng)在滯后90°～270°時(shí)選取轉(zhuǎn)速閉環(huán)控制環(huán)節(jié)參數(shù)，使得補(bǔ)償后的附加阻尼系數(shù)D'_GOV1大于零；

當(dāng)調(diào)速系統(tǒng)在滯后0°～180°時(shí)選取功率閉環(huán)控制環(huán)節(jié)參數(shù)的補(bǔ)償，使得補(bǔ)償后的附加阻尼系數(shù)D'_GOV2大于零。

(2)構(gòu)建調(diào)速系統(tǒng)附加阻尼器模型，如圖3所示；對(duì)調(diào)速系統(tǒng)的相頻特性相應(yīng)的補(bǔ)償環(huán)節(jié)進(jìn)行相位補(bǔ)償，使得附加阻尼系數(shù)為正。相頻特性包括原動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的隔直時(shí)間常數(shù)，以及超前滯后時(shí)間常數(shù)；同時(shí)針對(duì)調(diào)速系統(tǒng)的運(yùn)行特性設(shè)置GAD的放大倍數(shù)；測(cè)試一次調(diào)頻死區(qū)，設(shè)置GAD的死區(qū)環(huán)節(jié)參數(shù)以及濾波、限幅環(huán)節(jié)參數(shù)。

引入的附加控制簡(jiǎn)化模型如附圖所示，優(yōu)選的，所述模型中補(bǔ)償環(huán)節(jié)包括：測(cè)量環(huán)節(jié)、濾波環(huán)節(jié)、死區(qū)環(huán)節(jié)、隔直環(huán)節(jié)、三級(jí)超前/滯后補(bǔ)償環(huán)節(jié)、放大環(huán)節(jié)及限幅環(huán)節(jié)，所述各環(huán)節(jié)依次連接。

基于相位補(bǔ)償原理，以轉(zhuǎn)速差或者機(jī)械功率差作為輸入信號(hào)，以附加開度指令為輸出信號(hào)，通過下式確定調(diào)速系統(tǒng)附加阻尼器模型：

其中，如圖1所示，T_W1為隔直時(shí)間常數(shù)，T₁、T₃、T₅為超前時(shí)間常數(shù)，T₂、T₄、T₆為滯后時(shí)間常數(shù)。G_GADS(s)表示抑制低頻振蕩的調(diào)速系統(tǒng)附加阻尼器的傳遞函數(shù)，K_GADS為調(diào)速系統(tǒng)附加阻尼器的增益，T_W1為隔直時(shí)間常數(shù)，T₁、T₃、T₅為超前時(shí)間常數(shù)，T₂、T₄、T₆為滯后時(shí)間常數(shù)；為測(cè)量環(huán)節(jié)傳遞函數(shù)，為超低頻濾波環(huán)節(jié)傳遞函數(shù)，為隔直環(huán)節(jié)傳遞函數(shù)，為三級(jí)超前/滯后補(bǔ)償環(huán)節(jié)傳遞函數(shù)；s為積分算子，s²為積分算子的二次方；G_l1、G_l2、ξ_l1、ξ_l2為雙二階濾波器的配置參數(shù)。

測(cè)試調(diào)速系統(tǒng)的臨界增益值，并針對(duì)調(diào)速系統(tǒng)的運(yùn)行特性設(shè)置GAD的放大倍數(shù)；測(cè)試一次調(diào)頻死區(qū)，設(shè)置GAD的死區(qū)環(huán)節(jié)參數(shù)以及濾波、限幅環(huán)節(jié)參數(shù)。

其中，非線性環(huán)節(jié)包括死區(qū)和限幅。限幅環(huán)節(jié)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)輸入信號(hào)的限幅控制，防止故障時(shí)發(fā)電機(jī)的機(jī)端過電壓；

設(shè)置死區(qū)環(huán)節(jié)，輸入GAD的偏差信號(hào)在一次調(diào)頻死區(qū)范圍外時(shí)才會(huì)引起后續(xù)環(huán)節(jié)動(dòng)作。死區(qū)環(huán)節(jié)的設(shè)置與調(diào)速系統(tǒng)一次調(diào)頻的死區(qū)一致，避免當(dāng)電網(wǎng)頻率小范圍波動(dòng)而引起調(diào)速系統(tǒng)不必要的動(dòng)作，因此GAD在偏差信號(hào)達(dá)到一定范圍時(shí)對(duì)調(diào)速系統(tǒng)產(chǎn)生一定的補(bǔ)償，使其阻尼得到加強(qiáng)。

線性環(huán)節(jié)包括測(cè)量環(huán)節(jié)、低頻濾波環(huán)節(jié)、隔直環(huán)節(jié)、超前滯后和放大環(huán)節(jié)。

測(cè)量環(huán)節(jié)：對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行處理，傳遞函數(shù)為

超低頻濾波環(huán)節(jié)：低頻濾波器通過下述方法來實(shí)現(xiàn)：所述濾波器為兩個(gè)串聯(lián)的二階濾波器，該濾波器通過下式的傳遞函數(shù)來實(shí)現(xiàn)超低頻分量的濾波，

其中s為積分算子，s²為積分算子的二次方；G_l1、G_l2、ξ_l1、ξ_l2為雙二階濾波器的配置參數(shù)。

放大環(huán)節(jié)：對(duì)超低頻分量的信號(hào)進(jìn)行增益，K_GOV有益于死區(qū)環(huán)節(jié)的設(shè)置以及輔助相位補(bǔ)償效果。

隔直環(huán)節(jié)：負(fù)責(zé)濾掉直流次要信號(hào)，避免輸入信號(hào)的穩(wěn)態(tài)變化影響輸出，傳遞函數(shù)為

三級(jí)超前/滯后補(bǔ)償環(huán)節(jié)：通過相位補(bǔ)償和之前的增益環(huán)節(jié)，采用非線性處理環(huán)節(jié)對(duì)調(diào)速系統(tǒng)信號(hào)進(jìn)行恰當(dāng)?shù)南辔谎a(bǔ)償，以期使系統(tǒng)阻尼由負(fù)變正，從而抑制調(diào)速系統(tǒng)引起的超低頻振蕩，傳遞函數(shù)為

補(bǔ)償作用機(jī)理進(jìn)行分析，如圖4和圖5所示，對(duì)補(bǔ)償效果進(jìn)行評(píng)估包括：對(duì)比加入附加阻尼控制后的補(bǔ)償后附加阻尼系數(shù)D'_GOV和不加附加阻尼控制的調(diào)速系統(tǒng)補(bǔ)償后附加阻尼系數(shù)D_GOV，當(dāng)調(diào)速系統(tǒng)在滯后90°～270°或者0°～180°時(shí)選取相應(yīng)的補(bǔ)償環(huán)節(jié)參數(shù)，使得附加阻尼系數(shù)D'_GOV＞0。

綜上，本發(fā)明方案首先采用阻尼分析和靈敏度篩選超低頻振蕩的主導(dǎo)頻率范圍，根據(jù)時(shí)域分析結(jié)果用相位補(bǔ)償原理，通過三級(jí)超前/滯后補(bǔ)償環(huán)節(jié)對(duì)調(diào)速系統(tǒng)主導(dǎo)頻率相位特性進(jìn)行適當(dāng)靈活補(bǔ)償，附加開度指令疊加在調(diào)節(jié)系統(tǒng)輸入端時(shí)以達(dá)到調(diào)速系統(tǒng)的正阻尼運(yùn)行要求。根據(jù)原動(dòng)機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的實(shí)測(cè)建模和GAD模型原理，配置一定參數(shù)的附加控制后，系統(tǒng)阻尼能夠得到明顯加強(qiáng)。

本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員應(yīng)明白，本申請(qǐng)的實(shí)施例可提供為方法、系統(tǒng)、或計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品。因此，本申請(qǐng)可采用完全硬件實(shí)施例、完全軟件實(shí)施例、或結(jié)合軟件和硬件方面的實(shí)施例的形式。而且，本申請(qǐng)可采用在一個(gè)或多個(gè)其中包含有計(jì)算機(jī)可用程序代碼的計(jì)算機(jī)可用存儲(chǔ)介質(zhì)(包括但不限于磁盤存儲(chǔ)器、CD-ROM、光學(xué)存儲(chǔ)器等)上實(shí)施的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品的形式。

本申請(qǐng)是參照根據(jù)本申請(qǐng)實(shí)施例的方法、設(shè)備(系統(tǒng))、和計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品的流程圖和/或方框圖來描述的。應(yīng)理解可由計(jì)算機(jī)程序指令實(shí)現(xiàn)流程圖和/或方框圖中的每一流程和/或方框、以及流程圖和/或方框圖中的流程和/或方框的結(jié)合?？商峁┻@些計(jì)算機(jī)程序指令到通用計(jì)算機(jī)、專用計(jì)算機(jī)、嵌入式處理機(jī)或其他可編程數(shù)據(jù)處理設(shè)備的處理器以產(chǎn)生一個(gè)機(jī)器，使得通過計(jì)算機(jī)或其他可編程數(shù)據(jù)處理設(shè)備的處理器執(zhí)行的指令產(chǎn)生用于實(shí)現(xiàn)在流程圖一個(gè)流程或多個(gè)流程和/或方框圖一個(gè)方框或多個(gè)方框中指定的功能的裝置。

這些計(jì)算機(jī)程序指令也可存儲(chǔ)在能引導(dǎo)計(jì)算機(jī)或其他可編程數(shù)據(jù)處理設(shè)備以特定方式工作的計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)器中，使得存儲(chǔ)在該計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)器中的指令產(chǎn)生包括指令裝置的制造品，該指令裝置實(shí)現(xiàn)在流程圖一個(gè)流程或多個(gè)流程和/或方框圖一個(gè)方框或多個(gè)方框中指定的功能。

這些計(jì)算機(jī)程序指令也可裝載到計(jì)算機(jī)或其他可編程數(shù)據(jù)處理設(shè)備上，使得在計(jì)算機(jī)或其他可編程設(shè)備上執(zhí)行一系列操作步驟以產(chǎn)生計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的處理，從而在計(jì)算機(jī)或其他可編程設(shè)備上執(zhí)行的指令提供用于實(shí)現(xiàn)在流程圖一個(gè)流程或多個(gè)流程和/或方框圖一個(gè)方框或多個(gè)方框中指定的功能的步驟。

最后應(yīng)當(dāng)說明的是：以上實(shí)施例僅用以說明本申請(qǐng)的技術(shù)方案而非對(duì)其保護(hù)范圍的限制，盡管參照上述實(shí)施例對(duì)本申請(qǐng)進(jìn)行了詳細(xì)的說明，所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：本領(lǐng)域技術(shù)人員閱讀本申請(qǐng)后依然可對(duì)申請(qǐng)的具體實(shí)施方式進(jìn)行種種變更、修改或者等同替換，這些變更、修改或者等同替換，其均在其申請(qǐng)待批的權(quán)利要求范圍之內(nèi)。