提高交直流系统暂态稳定性的最优变目标控制策略

提出一种用于改善交直流互联系统暂态稳定性的非线性控制策略。通过建立多机电力系统观测解耦状态空间模型,应用最优变目标控制策略推导出HVDC与发电机励磁的综合控制规律。该控制策略只需要当地信号实施控制,首先驱动系统达到按最大稳定域选择的人工中间稳定平衡点,然后才驱动系统到达所希望的稳定平衡点。仿真结果表明,该控制规律能较好地提高交直流互联系统的暂态稳定性。

多机电力系统发电机组最优变目标控制的研究

在故障后系统新的平衡点在线预测的基础上,提出了一种新的发电机组励磁和调速相协调的最优变目标控制策略。它不仅能够最大限度地挖掘励磁调节器和调速器对系统暂态稳定的控制能力,而且利用发电机组的就地信息实现了分散预测与控制,便于工程应用。对一个3机9节点系统的仿真结果表明,在线预测方法总能够快速预测到最近的系统故障后新的平衡点,引导最优变目标控制系统快速收敛,而且对不同的网络结构和故障类型具有一定的自适应能力,提高了系统暂态稳定性,改善了系统的动态品质。

基于最优变目标控制策略的SSSC与励磁系统协调控制

针对静止同步串联补偿器(SSSC)对长远距离输电系统的传输能力有很大的影响,励磁系统对发电机端电压有一定的控制也能影响输电线路的传输效率的问题,对单机无穷大系统,采用最优变目标控制策略将SSSC与发电机励磁协调设计,使线路输送能力增强及有效抑制阻尼低频振荡进行了分析。仿真结果表明,通过这种控制方法能更加有效合理地控制SSSC与励磁系统的结合,可提高故障时发电机向输电线路输送无功功率的能力,同时能有效提高系统的功角和电压稳定性。

基于最优变目标策略的TCSC与励磁系统协调控制

发电机励磁系统以及可控串联电容补偿器(thyristor-controlled series capacitor,TCSC)对远距离输电系统的稳定性影响很大。基于最优变目标控制(optimal variable aim control,OVAC)理论,提出了TCSC与励磁系统协调控制的方法。首先针对含有TCSC的单机无穷大系统的非线性模型,建立了状态空间方程;然后利用最优变目标控制理论推导出了TCSC与励磁系统的协调控制规律;最后利用算例进行了仿真验证。仿真结果表明,该策略提高了系统阻尼,有效地抑制了系统的功率振荡,改善了系统的稳定性。

基于最优变目标策略的励磁系统与SVC协调控制

发电机励磁系统以及静止无功补偿器(SVC)对远距离输电系统的稳定性有很大影响。文章基于单机无穷大系统的非线性模型,建立了包括状态变量发电机机端电压在内的状态空间方程,提出了一种最优变目标控制(OVAC)策略,根据励磁系统和SVC不同的控制目标分别采用不同的控制策略,从而协调控制这两种控制器。仿真结果表明,该策略能够有效提高故障时发电机的无功出力,并能提高系统阻尼,抑制振荡,同时改善系统的功角和电压稳定性。

多机电力系统发电机励磁与调速器的最优变目标非线性控制的研究

提出了一种新的考虑故障后发电机输入机械功率变化的平衡点解耦观测方法,及发电机组励磁和调速协调的最优变目标非线性控制策略。它们仅利用发电机组的就地信息,实现了分散观测与控制,便于工程应用。对一个3机9节点系统的仿真结果表明,新的故障后平衡点解耦观测方法对网络结构和故障类型具有自适应能力,总是能够快速搜索并引导变目标非线性控制系统很快地收敛于最近的平衡点,提高了系统暂态稳定性,改善了系统的动态品质。

基于最优变目标的HVDC与SVC非线性综合协调控制

直流功率调制能有效地提高交直流系统的稳定性,但同时直流换流站也要消耗大量的无功,影响交流系统的电压稳定。为此,提出了基于最优变目标的HVDC与SVC综合控制策略,通过直流功率调制改善系统稳定性的同时,利用SVC来对直流逆变侧进行无功补偿,使逆变侧电压更具稳定性。首先建立了交直流混合系统中HVDC与SVC的综合控制模型,在此基础上,推导出基于最优变目标的控制理论的HVDC与SVC非线性综合控制策略。仿真结果表明,以该控制策略设计的控制器能有效地提高系统阻尼,改善逆变侧交流母线电压特性。

基于最优变目标策略的交直流系统分层协调控制

提出了一种采用分层控制结构的协调控制策略来处理含有多馈入直流输电的交直流混合系统,并运用所设计的协调控制结构,并以算例的仿真计算来证明其有效性。该方案的控制层具有各自相互独立的任务:交直流协调层基于高压直流的功率调制和发电机励磁控制设计最优变目标控制规律;直流协调层主要负责多馈入直流输电系统中各条直流之间控制参数的优化调整。

分时段直流多落点系统紧急及阻尼协调控制

高压直流输电(high voltage direct current,HVDC)由于快速响应和短时过载特性对紧急控制或功率突然严重缺额地区进行紧急功率支援作用巨大,同时能很好解决区域振荡问题。利用PSCAD/EMTDC建立3机3直流系统的仿真模型,然后,在不添加任何直流附加控制的情况下,分别对正常运行的HVDC1、HVDC2和HVDC3的控制系统施加与功率增量P对应的调制指令,利用Prony辨识分析发电机功角差,找出有效抑制交流系统振荡的直流控制点。并根据最优变目标理论,在HVDC1停运时以最大能量耗散原理为基础利用故障驱动和轨迹驱动分时段进行紧急控制和阻尼控制,研究大扰动后交直流系统恢复稳定情况。结果表明利用分时段紧急协调控制且只在有效控制点进行后时段(即第2和第3时段)直流小方式调制能有效提高系统暂态稳定,改善系统后续阻尼,防止过/欠控及后续摆阻尼降低现象发生,使系统快速恢复稳定。

混合电力系统送端暂态稳定分析及控制

采用故障临界切除时间为指标,对交直流混合系统的送端进行了暂态稳定性分析,并提出采用最优变目标的控制策略来提高其暂态稳定性。这种控制策略考虑了直流控制与其送端临近发电机励磁控制的协调,即首先将系统驱动到按最大稳定域选择的人工中间平衡点,然后再驱动系统到所希望的平衡点。通过NE-TOMAC对一个典型交直流并联系统进行数字仿真,结果表明这种控制可以较大增加故障临界切除时间,提高交直流互联系统的暂态稳定性。

基于OVAC的IPC和励磁作用提高暂态稳定研究

针对发电机励磁和相间功率控制器(IPC)对电力系统稳定性的影响,提出了通过相间功率控制器和发电机励磁系统共同作用提高系统暂态稳定性。基于单机无穷大系统的非线性模型,建立了包含励磁系统参数和相间功率控制器控制参数的状态空间方程,并基于最优变目标控制(OVAC)策略,可以得出以励磁系统为基础加以IPC协调的控制规律,通过仿真分析,可以验证该策略能够有效提高系统的暂态稳定性。