含风电场的互联电力系统辨识与广域时滞阻尼控制器设计

针对大规模风电的远距离输送以及大区域电网互联将面临的区域低频振荡问题,提出一种适用于风电场并网背景下的广域阻尼控制器设计方法。该方法利用增益调度思想将风电场平均风速划分为若干个控制区域,并逐一对每个控制区域进行系统辨识以及阻尼控制器设计,以解决风电场出力的不确定性造成的控制器失效的问题。提出了改进自回归滑动平均(ARMA)方法和自由权矩阵方法分别完成上述系统辨识以及控制器设计过程。含风电场的EPRI-8机36节点测试系统仿真表明:所提辨识方法克服了传统ARMA方法辨识精度不高的问题,所提控制器设计方法允许的时滞裕度优于传统线性矩阵不等式方法。所提的增益调度控制方法能满足风电场出力变化的实际情况,具有较高的实用价值。

计及广域信号时变时滞影响的大型双馈风力发电系统附加鲁棒阻尼控制

大规模风电接入互联电力系统可能会导致电网联络线上严重的功率振荡。大型双馈风力发电系统能独立控制有功和无功功率,可以通过将控制信号附加到有功功率控制环节来调节输出的有功,以此用来阻尼系统功率振荡。针对系统中可能存在的功率振荡,采用广域测量数据并选择合适的反馈信号实现了快速的广域时滞阻尼控制。在建立的电力系统线性化模型中考虑了广域测量信号时滞。基于自由权矩阵方法获得了线性化模型标准化时滞鲁棒控制方法,可以由线性矩阵不等式进行求解。在此基础上,设计得到了广域时滞状态反馈控制器。控制器参数可以通过所提出的LMI迭代算法优化得到。结合状态观测理论获得了一种新型广域时滞输出反馈控制器。基于四机两区域仿真模型建立了含风电接入的互联电力系统研究模型。时域仿真表明,所提出的广域时滞阻尼控制器能有效地阻尼系统区间振荡。

含风电的互联电力系统时滞相关稳定性分析与鲁棒阻尼控制

针对大区电网互联和风电接入互联电力系统后面临不同区域电网间的低频振荡问题,提出一种利用广域测量信号来增强互联电力系统区域间功率振荡阻尼的设计方法。基于自由权矩阵方法表示牛顿–莱布尼茨公式,公式可以由线性矩阵不等式进行求解,可以克服利用固定权矩阵带来的保守性。在利用自由权矩阵方法推导得到的时滞相关稳定性判据基础上,设计了广域时滞状态反馈控制器。结合状态观测理论设计了一种新型广域时滞输出反馈控制器。采用平衡截断技术对原系统和控制器进行降阶,实现了对互联电力系统的广域时滞阻尼控制。基于新英格兰测试系统建立了含风电接入的互联电力系统研究模型。时域仿真表明,所提出的广域时滞阻尼控制器能有效地阻尼系统区间振荡。

基于迭代方法的广域电力系统最大时滞稳定上界计算

基于迭代方法提出了一种电力系统最大时滞稳定上界计算方法,该方法克服了传统方法中存在大量决策变量和计算效率偏低的问题,在不增加稳定准则保守性的基础上,运用Jensen积分不等式推导出了一种决策变量更好且计算效率更高的稳定准则;同时根据最大时滞稳定上界与系统不稳定极点之间的关系,提出了确定时滞初始值的方法,进一步降低迭代次数和计算量,仿真算例表明所提方法具备良好的适用性和实际运用潜力。