阻尼联络线低频振荡的SVC自适应模糊控制器研究

从暂态能量的角度对区域模式振荡的过程进行分析,提出以降低区域间振荡能量为控制目标的阻尼控制策略,设计出附加在SVC上的自适应模糊控制器,以提高互联系统的动态稳定性水平。该控制方案不需预知系统具体参数,通过对系统运行状态和控制效果进行评判,依据模糊规则自适应地对控制参数进行调节,实现对区域模式振荡的有效抑制。数字仿真表明,该控制器能有效地提高互联系统的动态稳定性水平,对不同的系统运行方式和振荡模式具有较强的鲁棒性。

静止无功补偿器(SVC)的一种新型非线性鲁棒自适应控制设计方法

为提高提高多机电力系统的暂态稳定性,该文首先建立了静止无功补偿器(static var compensator,SVC)系统的一个含有时变参数不确定性的二阶非线性动态模型,然后在SVC动态模型的基础上,利用自适应控制技术和鲁棒控制技术设计了SVC系统的控制器。为了验证所设计的控制器的有效性,以一个经典的三机九母线电力系统作为测试系统,对鲁棒自适应SVC控制器与PID SVC控制器和反馈线性化SVC控制器分别进行了比较研究。仿真结果表明,与PID SVC控制器和反馈线性化SVC控制器相比,所提出的鲁棒自适应SVC控制器具有良好的性能。

SVC与STATCOM联合运行协调控制设计与仿真

针对静止无功补偿器(SVC)装置无法抑制电压闪变的缺点,提出了一种新型SVC与静止同步补偿器(STATCOM)构成的混杂装置以及基于模糊预测的联合运行方案,即利用小容量STATCOM抑制闪变配合大容量SVC补偿无功。对于抑制电压不平衡问题,探索了SVC分相控制的实现方法和效果。对含有混杂装置的单机无穷大系统的仿真结果验证了协调控制策略的有效性以及不平衡控制方法的正确性。

SVC接入位置对次同步振荡的影响机理与SVC控制策略研究

当前研究静止无功补偿器(static var compensator,SVC)抑制次同步振荡,大多将其接入机端或升压变高压侧,并仅考虑阻尼控制作用,对其它接入位置和电压调节的探讨不多,控制器的设计也不够简便。文中基于系统的dq轴数学模型,简化复转矩系数的计算,得到较精确的含SVC串补系统的电磁转矩表达式。利用该式分析SVC附加阻尼的机理以及与接入位置的关系,指出接入线路中点能使SVC在谐振频附近提供更多正阻尼。同时分析SVC电压控制对次同步振荡的影响,指出电压控制的传递函数很可能会增大各扭振频下的附加阻尼相位差。对此提出一种基于相位补偿法的PID控制设计,参数整定简单快速,既可以维持系统电压水平和提高线路传输能力,也可有效抑制系统次同步振荡。特征值计算和时域仿真都证明了分析结果的正确性。

SVC平衡控制方法及其所需信号的检测

本文探讨了静止无功补偿器 (SVC)在三相对称和不对称、电压电流波形有畸变情况下的平衡控制方法和控制信号检测的方法。对于控制所需要的信号 ,包括电压和无功电流的有效值、无功功率和功率因数等 ,给出了基于瞬时功率理论的信号检测方法。对所提出的方法进行仿真并将该方法应用于近期研制的SVC样机的设计 ,结果表明 ,它们是快速有效和准确的 ,具有实际的工程应用价值。

采用SVC抑制次同步谐振的机理分析

针对采用静止无功补偿器(SVC)抑制次同步谐振(SSR)的核心问题,即如何提供与扭振模态频率互补的电流分量问题,提出了SVC基波电纳次同步调制的控制机理和数学模型。分析表明:对SVC基波电纳参考值进行次同步频率调制,可控制其输出大小和相位适当的模态互补频率电流,进而在机组中产生对应模态的阻尼扭矩,达到抑制SSR的目的。这一控制机理同时会导致SVC输出超同步和复杂分数次谐波分量。基于详细电力电子电路的非线性电磁仿真和实际SVC设备试验均验证了控制机理和数学模型的有效性和正确性,进一步将所提出的控制机理应用于锦界电厂串补输电系统的SSR问题,数值仿真结果证实了其有效性。

藏中电网SVC配置方案及补偿策略分析

通过建立包含青藏直流系统的2012年藏中电网模型,对SVC投运后藏中电网的运行特性进行研究;提出优化藏中电网SVC动态无功补偿配置措施以改善藏中电网电压稳定性,进而提高藏中电网直流受电能力;并通过仿真验证所提措施的有效性。

应用分岔理论分析SVC对电力系统电压稳定性的影响

基于分岔理论的电力系统电压稳定分析对于深入理解电压失稳机理有重要意义,特别是对于灵活交流输电系统,如静止无功补偿器等,分岔理论能够有效分析系统的动态控制特性对电压稳定的影响。利用非线性动力系统的分岔理论,使用通用分岔分析软件AUTO2000对典型的含SVC系统和不含SVC系统进行电压稳定的分析,得出了系统在两种情况下的分岔点数值。研究发现,通过添加静止无功补偿器(SVC),可以延迟系统的Hopf分岔点和鞍结分岔点,增加负荷极限,从而提高了系统电压稳定性。之后又通过双参数分岔分析确定了两维分岔边界。结果表明,在使用SVC控制器提高系统电压稳定性时,要详细考虑其参数对系统中各种分岔的影响,综合优化控制器的设计和安装。

APF和SVC联合运行的稳定控制

研究了有源电力滤波器(APF)和静止无功补偿器(SVC)联合运行中的互相影响问题,指出在两者同时运行的情况下SVC控制器的设计要考虑到APF的影响,否则系统可能会不稳定。通过分析APF对SVC的影响途径,指出APF采用通常的Ip-Iq检测方法时,与SVC的耦合程度大;而采用“补偿特定次数谐波”方法时,与SVC的耦合程度小,此时APF是否投入对系统的稳定性基本没有影响,因此提高了系统可靠性。

SVC与桨距角控制改善异步机风电场暂态电压稳定性

研究了改善异步机风电场暂态电压稳定性的措施。基于普通异步机的恒速风电机组是目前世界上应用最为广泛的风电机组之一,由于其发出有功功率的同时吸收无功功率,会导致接入风电地区电网的电压稳定性降低。文中在DIgSILENT/PowerFactory中建立了静止无功补偿器(SVC)控制模型及风电机组桨距角控制模型,通过包含风电场的电力系统仿真计算验证了模型的有效性及其对异步机风电场与电网暂态电压稳定性的贡献。研究结果表明,在接入风电地区电网发生三相短路的大扰动故障时,SVC能够有效地帮助恒速风电机组在故障后恢复电压,提高输出的电磁功率,桨距角控制能够有效地降低恒速风电机组的输入机械功率,以上2种措施能够避免风电机组机械与电磁功率不平衡引起的异步发电机超速及电压失稳;采用SVC及风电机组桨距角控制能够改善异步机风电场的暂态电压稳定性,确保风电机组连续运行及电网安全稳定。

SVC抑制SSR的机理及控制器设计

为了能同时有效地消除发电机组的多个不稳定次同步谐振模式,提出了基于SVC的多通道SSR阻尼控制器(MSSRDC)的结构、设计原则和方法。基于相位补偿原理,MSSRDC利用多个独立模式控制通道分别处理发电机组各扭振模式,使SVC能够在发电机组各危险扭振模式附近都能提供正的电气阻尼,从而达到抑制次同步谐振的目的。基于IEEESSR第一标准测试系统的频域和时域仿真表明,根据上述方法设计的MSSRDC能够提高发电机组所需要的正向电气阻尼,达到有效地抑制SSR的目的。

基于改进生物地理学优化算法的SVC次同步阻尼控制器设计

针对常用的次同步振荡控制器不能较好地适应电力系统时变非线性的特点,提出了一种引入余弦迁移模型、早熟判断机制、变尺度混沌变异策略及排重操作的改进生物地理学优化算法。基于该算法结合静止无功补偿器(SVC)抑制次同步振荡的机理,对次同步阻尼控制器进行优化设计,并采用特征值分析和时域仿真验证了控制系统的有效性。锦界电厂算例分析表明:经改进生物地理学算法优化的SVC次同步阻尼控制器能较好地提高机组扭振的模态阻尼,可有效抑制次同步振荡,进而保证机组和电网的安全稳定运行;与传统的生物地理学优化算法、粒子群算法及遗传算法相比,改进生物地理学优化算法在搜索最优控制参数时具有较快的搜索速度和较高的搜索精度。

计及动态负荷的电力系统静止无功补偿器(SVC)与发电机励磁控制

基于微分代数控制系统的反馈线性化方法,进一步研究了具有非线性负荷的电力系统中静止无功补偿器(Static var compensator,SVC)和发电机三阶模型的励磁控制,表明具有非线性负荷和SVC装置的NDAS(3)仍可以通过状态反馈精确线性化,从而得到具有代数方程的Brunovsky标准型。提出了具有非线性负荷的电力系统SVC与发电机励磁控制的完全精确线性化设计。该控制方法可以同时满足发电机功角稳定和SVC节点处电压。仿真结果表明该方法具有很好的效果和优越性。

基于大容量SVC的SCOTT变压器电能质量治理方案及应用

针对斯科特变压器由于运量增大、主变压器的两相工况差异大而造成的电压波动大、功率因数低、谐波和负序电流大的问题,提出在变压器55 kV侧接1个大容量晶闸管控制电抗器支路和3个固定电容补偿支路,其中晶闸管控制电抗器支路和2个固定电容补偿支路安装于重载臂,而另一个固定电容补偿支路安装于轻载臂。结合其拓扑结构,提出以负序电流最小为目标的多约束无功功率优化控制数学模型,并对其控制过程进行详细分析。实际应用表明:该装置解决了重载臂的电能质量问题,使电压跌落从30%减少到11%,功率因数由0.76提高到0.98;并显著减少高压侧的负序电流,提高了变压器的效率和利用率。

采用SVC抑制发电机次同步谐振的理论与实践

针对静止无功补偿器(SVC)在抑制次同步谐振(SSR)方面的理论与应用进行了研究。分析了SVC抑制SSR的基本工作原理;提出了SVC抑制SSR的各种控制策略;讨论了SVC的容量估计方法。以托克托工程为背景分析了SVC抑制SSR的效果。仿真结果表明SVC能有效抑制SSR的发生,为解决国内交流串补输电工程中SSR问题提供了参考,也为SVC装置的更好应用提供了依据。

基于DSP的嵌入式SVC控制装置的研究

固定式电容机械投切无功补偿系统存在实时性差、只能分级投切和机械装置动作频繁等缺点;动态无功补偿系统SVC采用TCR和TSC组合方式,可对无功功率进行动态、连续补偿;针对某一具体工程应用,确定了SVC主电路方案和相关技术参数,设计了基于DSP2000系列TMS320F2812的动态无功补偿系统控制装置,详细介绍了控制器的原理及实现技术以及软件功能,给出了系统采样信号、触发信号等理论与实测波形,实验结果表明动态型静止无功补偿装置具有运行可靠、控制精度高、调节时间短及实时性好的优点。

SVC综合非线性控制器在交直流混合系统中的应用

该文给出了采用实用信号调制的SVC综合非线性控制器,对SVC在交直流混合系统中的应用进行了数字仿真研究,比较了SVC不调节时、采用常规电压调节时、采用电压型非线性控制时和采用信号调制型非线性控制时的不同控制效果。研究表明,信号调制型SVC综合非线性控制器,能够给系统提供较强的阻尼,从而提高了整个交直流混合系统的暂态稳定性。

采用遗传—模拟退火算法优化设计SVC次同步阻尼控制器

针对锦界电厂串补输电工程的多模态次同步谐振(SSR)问题,在基波电纳次同步调制机理基础上,优化设计静止无功补偿器(SVC)次同步阻尼控制器(SSDC)。首先建立适应SSR分析与控制设计、包含SVC的多机系统线性化模型,其次提出了基于独立模态控制思路的控制器结构,然后将控制参数设计问题规范为一个约束型非线性规划问题,进而采用遗传—模拟退火(GASA)算法求解得到控制参数,最后采用特征值分析和时域仿真验证了控制系统的有效性。结果表明:SVC-SSDC能大幅提高机组扭振的模态阻尼,有效抑制SSR,从而保证了机组和电网的安全稳定运行。

基于Hamilton能量函数含SVC的电力系统非线性控制

考虑电力系统的非线性特性,基于H am ilton能量函数理论,设计了一种新的非线性稳定控制器。阐述了广义哈密顿系统理论及H am ilton能量函数理论,然后针对包含静止无功补偿器的单机无穷大系统建立非线性数学模型,并应用哈密顿系统理论对其进行实现,再从能量的观点出发,利用能量函数法设计系统稳定控制器。单机无穷大系统数字仿真结果验证了该控制律的有效性。

PSS与SVC多目标协调设计

随着电力系统的发展,元器件/装置相互间协调运行问题引起人们更多的关注,为此提出一种基于多目标进化算法(MOEA)的控制器设计方法,并在一多机电力系统中,给出了采用该方法进行多台电力系统稳定器(PSS)及静止无功补偿器(SVC)的协调控制设计的实例。仿真结果表明,所提出的协调控制器设计方法是有效的。PSS与SVC的协调运行可以有效地阻尼电力系统中的模态振荡和稳定节点电压。