考虑时滞影响的新型电力系统微弱广域信号检测技术

针对新型电力系统微弱信号传输过程中存在时滞难以及时高效检测的问题,提出考虑时滞影响的新型电力系统微弱广域信号检测技术。根据考虑时滞影响的新型电力系统数学模型,得到微弱广域信号的状态量与代数量,利用小波变换去除噪声,提取频率特征与幅值特征,基于神经网络建立检测模型。实验结果表明,技术准确率为98.74%、精度率为96.58%、召回率为100%、F1值为93.92%。

基于广域信号的柔性直流输电附加阻尼控制

柔性直流输电具有灵活可控的特点,而广域信号或广域信号的组合具有可控、可观性好和相位关系稳定等特点。结合柔性直流输电和广域信号的优点设计了柔性直流输电广域稳定控制器。利用扩展留数比选择最优的广域信号或其组合作为反馈输入,利用极点配置的方法确定附加阻尼控制器的参数。数值仿真结果表明基于广域信号为输入的阻尼控制器在系统振荡时能很好地阻尼功角振荡。

基于主模比的FACTS阻尼控制器广域信号选取方法

FACTS阻尼控制器的广域信号选取是影响控制器效果的重要因素,提出了一种基于主模比指标的选取方法。对单输入输出系统建立辨识模型,提出主模比指标;利用Prony辨识手段,计算复杂多机系统各个反馈信号的主模比;通过一个标准3机系统验证主模比指标确定广域反馈信号的可行性;以川渝电网为实际案例,比较了广域阻尼与本地信号的静止无功补偿器控制效果的差异。仿真结果表明,该方法能有效改善系统动态稳定性。

考虑广域行波信号强噪声干扰的输电线路故障定位

为解决噪声数据影响故障定位精度及现有定位模型对相邻测点信息利用不足的问题,提出了时-空多级去噪与时-空图卷积网络相结合的输电网故障定位方法。首先,利用时-空多级去噪方法实现各测点行波信号的噪声抑制;其次,将行波测点及测点间的架空线作为节点和边构建广域行波图数据;然后,时-空图卷网络根据各测点的拓扑关联挖掘广域行波特征,选定故障线路并利用自适应权重融合多源测距结果;最后进行算例分析。结果表明,所提方法在强噪声干扰环境下故障选线精度高且故障测距误差小,可有效提高输电网运行的经济性。

基于信号时滞补偿的HVDC和同步发电机的广域协调控制

针对发电机励磁和HVDC附加控制相互作用而可能引起系统阻尼性能变差的问题,通过对包含n台发电机以及1条直流线路的系统模型进行推导,得到了发电机励磁系统和HVDC附加控制的广域协调控制规律。该控制器利用广域信号补偿HVDC和发电机参数之间的耦合作用,但远端测量系统和广域控制信号所引入的延迟会影响控制器的性能。本文重点分析了时间延迟对系统振荡阻尼的影响,并引入统一Smith预估器方法以保持在较大时间延迟时电力系统的性能。交直流四机系统的仿真阐明了延迟对模态阻尼的影响以及延迟补偿的意义。仿真还表明统一Smith预估器的引入使得发电机转速和交流线路的传输功率在较大时间延迟下仍能够有较好的阻尼,并具有一定的鲁棒性。

采用广域反馈信号的电力系统稳定器投运条件

电力系统低频振荡阻尼控制是目前广域闭环控制的研究热点,其中采用广域反馈信号的电力系统稳定器(PSS)是主要控制方式之一。广域PSS的投运条件是运行人员主要关注的问题之一,但目前鲜有相关研究。文中以实际工程应用为背景,提出了广域PSS的"退出""投入"和"激活"3种运行状态及相互转换关系;同时提出了广域PSS的3个激活条件,包括本地功率、爬坡和频率条件,分别对应本地控制机组出力改变、非本地机组出力改变和非低频振荡频率的系统振荡3种特殊系统运行状态,以针对这些特殊状态确定广域PSS是否投运。随后的RTDS硬件在环测试结果表明,激活条件与运行状态切换相结合的广域PSS投运条件可有效保证其不起坏作用。广域PSS投运条件的研究及测试结果将为今后采用广域反馈信号的PSS在实际工程中的应用提供参考价值。

基于时域有限差分的通信干扰信号广域监测

针对传统通信干扰信号广域监测方法没有变换处理干扰信号,导致方法存在监测稳定性较差等问题,提出基于时域有限差分的通信干扰信号广域监测方法。分析时域有限差分工作原理,引入导数与傅里叶变换方法,实现通信信号的采集与变换,通过支持矢量机构建干扰信号数学模型,根据上述模型识别出干扰信号种类,利用Lagrange函数算法获得干扰信号,完成通信干扰信号广域监测。实验结果表明,上述方法有效提升监测稳定性与准确率,综合有效性更好。

基于广域测量信号和射影控制的多通道PSS设计

传统电力系统稳定器大多采用本地信号作为反馈输入且多为多模块级联控制结构,自由度、鲁棒性均具有局限性。为了提高其抑制系统低频振荡的能力,提出了一种基于广域测量信息和射影定理的多通道电力系统稳定器设计方法。本文采用具有高精度的TLS-ESPRIT算法辨识系统模型,并根据辨识结果分别在全系统为不同的振荡模态选择可观性及可控性均较强的信号作为控制器的反馈输入。而后,通过带通滤波器分离系统模态,并基于射影定理对各个模态分别设计控制器,实现各个模态间的分层控制。同时设计固定时滞补偿环节,以消除广域信号时滞对于控制效果的影响。最后,再次设计了传统电力系统稳定器与之进行比较。仿真实验表明,所设计的控制器较传统电力系统稳定器有更好的控制效果,且控制器阶数较低,鲁棒性强,适于工程实践。

一种基于广域角速度信号的暂态励磁控制方法

针对电网发生故障后的暂态稳定问题,文中提出了一种基于广域角速度信号的暂态励磁控制方法,电网中的角速度信号更易获取,因此该控制方法简单易行.首先,通过临界机群的识别判据识别出故障电网中的临界机群;然后,通过李雅普诺夫理论推导出一种将广域角速度信号作为控制信号的励磁控制器,并通过该控制器对临界机群内所有发电机组进行励磁控制;最后通过在Matlab/simulink仿真平台搭建的10机39节点系统验证该励磁控制方法能有效改善故障电网的暂态稳定性.

考虑广域信息时延影响的H_∞阻尼控制器

广域控制策略可以有效提高广域分布互联电力系统的动态性能,但是广域控制信号传输时延会对控制器产生负面影响,并且日趋复杂的系统结构及接近稳定极限的运行条件对控制器的鲁棒性能提出了更高的要求。该文在考虑信号传输时延的情况下建立了电力系统状态空间模型,并应用H∞回路成形及规范互质分解技术对上述模型进行了鲁棒镇定控制器设计。得到的控制器不仅具有很强的鲁棒性能,同时可使闭环系统容忍更大的时延。以时域仿真结果说明了所得控制器的性能及方法的有效性。

基于辨识和留数的发电机广域附加阻尼控制器设计

发电机广域阻尼控制器(Wide-area Power System Stabilizer,WAPSS)采用对区间低频振荡模式具有强可观性的广域区间信息作为反馈信号。广域信息的引入,使得被控对象为高阶复杂电力系统,基于单机无穷大系统的传统PSS设计方法不再适用。提出了一种基于辨识和留数的发电机广域阻尼控制器设计方法,首先利用辨识方法得到被控电力系统的降阶模型,然后根据降阶模型的留数得到发电机广域阻尼控制器的参数,避免了复杂的矩阵方程求解,简化了设计流程。基于该方法设计的WAPSS控制效果在中国南方电网系统得到了仿真验证,仿真结果表明,该方法设计的WAPSS能有效阻尼区间低频振荡,提高系统稳定性。

广域测量系统中电力系统的稳定控制

介绍了将广域测量系统测量信号引入励磁控制，将广域测量的信号与分散协调理论结合实现了利用远方信号进行控制。通过一个8机算例证明这种控制方法优于传统控制方法，更能提升电力系统的稳定性。

发电机附加励磁控制在增加四川电网外送容量中的应用

四川网内某些严重故障将导致川渝区间低频振荡,影响交流特高压的稳定运行,限制了川渝断面的输送容量。针对此问题,利用辨识方法得到被控电力系统针对某个模式的降阶模型,然后根据该降阶模型设计了发电机附加励磁控制器,该控制器以川渝联络线功率为反馈信号,通过反馈控制降低联络线功率振荡的幅度,减轻四川网内故障对交流特高压的冲击,从而提高川渝断面的输送容量。华中—华北电网仿真算例表明了所设计的控制器的有效性。该控制器可增加川渝断面输送功率达640 MW,对延时也有很好的适应性。

南方电网多直流调制控制的交互影响与协调

受限于现有的小扰动分析软件无法对高压直流输电系统(HVDC)控制回路建模,直流控制器的分析和设计严重依赖于时域仿真,无法获得对于控制器性能的机理性认识。文中利用NETOMAC仿真软件中NEVA的自定义控制器功能,定义了新的HVDC控制回路模型。利用根轨迹技术,分析了2008年度南方电网3回直流调制采用广域信号反馈控制时各自的不同性能,发现了由于HVDC调制引发的模态谐振现象,这种现象的存在使得直流调制控制的阻尼效果被削弱。最后,提出一种利用多直流协调控制消除模态谐振的方案,并通过NETOMAC的时域仿真加以验证。

ITD和随机减量法在互联电网振荡特性分析中的应用

弱阻尼低频振荡特性是保证系统安全稳定运行的重要基础。提出采用Ibrahim时域法(Ibrahim time domain,ITD)和随机减量法相结合的方法处理广域测量信号,实现电力系统振荡特性的系统化分析。在介绍方法基本原理的基础上,通过不同类型南方电网实测信号功率谱特征比较,建立类噪声信号基本概念,进而以36节点系统仿真信号和南方电网实测信号为例,应用上述方法提取典型信号中所包含的系统动态特征信息,实现电网低频振荡特征参数识别,为基于广域测量信号,全面、及时、准确地掌握互联电力系统动态特性奠定坚实基础。