多运行方式下概率特征根灵敏度分析与PSS鲁棒设计

采用概率法对电力系统稳定器(PSS)进行鲁棒设计,包括PSS定位与参数调节。本研究的目的是提高电力系统在多运行方式下的小干扰稳定。在多运行方式下,系统特征根将以一定的概率分布在某些区间内,正态假定下的均值、方差可用来描述这种分布特性。传统的特征根灵敏度分析方法扩展为概率特征根灵敏度分析,包括求解特征根均值和方差的灵敏度,建立概率灵敏度指标,用于对鲁棒的PSS进行选址和参数调节。并构建基于概率特征根的目标函数,采用拟牛顿法对PSS参数进行最优协调,在8机-24节点算例系统上验证所研究方法的有效性。

异步风力发电系统的特征根灵敏度分析

文章以异步风力发电机组的动态模型为基础,在Matlab/Simulink中进行仿真和量测,得到相关稳态运行数据。通过参与因子的计算,分析了不同振荡模态与系统的动态过程之间的对应关系,通过特征根灵敏度的计算,得到了不同系统物理参数对相应振荡模态的影响,得到的分析结果与参与因子的分析结果是一致的,这些分析结果对进一步提高并网的异步风力发电机组的动态稳定性具有一定的参考价值。

基于灵敏度计算的电力系统参数可辨识性分析

对于简单电力系统建模中参数可辨识性问题,以往采用解析方法可以进行分析。但对于大规模电力系统,解析方法难以进行。文中发现了电力系统参数的可辨识性与灵敏度之间的关系。提出先根据灵敏度的相位来判断参数能否唯一辨识,再根据灵敏度的大小来选择可辨识的重点参数,最后采用蚁群算法优化重点参数。通过算例分析,证明了上述方法的可行性。

基于阻尼灵敏度指标的PSS参数优化

针对区域互联网系统中PSS安装数量不断增多、参数优化困难的问题,提出一种基于灵敏度指标的PSS参数优化的方法。采用局部优化代替全局优化策略,以特征值灵敏度分析方法为基础,通过阻尼比灵敏度指标来选取每个机电模式下的强相关参数,采用自适应遗传算法(AGA)对选取出来的PSS参数进行局部优化,从而减小计算量,增加计算速度,避免出现维数灾问题。通过新英格兰系统的算例分析,表明该方法可有效地达到全局优化的相似作用,满足系统安全稳定运行的要求。

基于结构保留LDAE的SSO模型及其广义特征根分析

提出一种采用结构保留的线性化微分代数方程(LDAE)模型进行电力系统次同步振荡小扰动特征根分析的方法。该模型直接由电力系统各元件的LDAE模型出发,根据网络的拓扑结构将元件模型快速组合成模块化的全系统模型。保留所有代数变量和系统结构,推导基于该LDAE模型的广义特征根和特征向量计算公式,进而进行特征根灵敏度分析。由于采用模块化建模而且不需要消去元件的代数变量,有利于将LDAE建模方法进一步推广用于柔性交直流联合电力系统的次同步振荡(SSO)建模和分析。通过对IEEE关于SSO的第1标准模型和双机无穷大母线系统的计算机仿真分析,证实了所建立模型和相应分析方法的正确性和有效性。

基于特征根有界摄动分析的高超声速飞行器双通道控制

针对双通道控制高超声速飞行器横侧向欠驱动、强不确定性的特点,研究了适用于工程应用的控制策略,提出一种基于特征根有界摄动分析的反馈控制鲁棒性分析方法。基于线性化近似分析和工程约束需求,给出了双通道飞行器改善荷兰滚模态动态的2种控制策略,分别为极点配置方案和模态解耦方案。提出了特征根灵敏度矩阵和有界摄动矩阵的概念,用于评估闭环系统对参数不确定的鲁棒性。基于闭环六自由度模型在标称及参数拉偏情况下,对2种方案进行了综合分析和仿真验证。仿真结果表明,2种控制方案均可以解决双通道控制问题,所提特征根有界摄动分析方法可准确评估系统的鲁棒性。

相位补偿法设计双频段PSS

为了同时提高本地振荡模式和区域振荡模式的阻尼特性,设计了一种双频段结构的电力系统稳定器。基于发电机六阶模型,把加速功率分解为PSS贡献的功率分量和不计PSS影响的分量,依据加速功率在复平面上的位置,确定了PSS的有效补偿相位区间。按照区域振荡和本地振荡模式的相位补偿要求,设计和分析了双频段PSS的结构。在一个八机系统下验证了所确定的补偿相位区间;配备双频段PSS后,机电振荡模式的阻尼特性提高较大。

基于电力系统混合仿真的低频振荡误差校正策略

针对目前动态仿真存在的模型、参数不准确这一现状,以IPLAN程序控制语言为二次开发平台,基于电力系统混合仿真,提出了一种缩小低频振荡分析误差的策略,即在电力系统仿真软件PSS/E中用接地时变导纳进行动态等值以实施混合仿真,并对区域联络线传输功率进行Prony分析,然后依据特征根灵敏度和参数辨识技术对其进行误差校正。算例表明了其可行性和正确性。

多运行方式下PSS参数优化算法的收敛特性改善

为改善用于多机系统多运行方式下的电力系统稳定器(PSS)参数优化的非线性规划方法的收敛特性,对目标函数进行了修改,使得优化问题中所计及的特征根同时包括了所有不满足要求和部分满足要求的特征根的实部和阻尼比,并给这些特征根乘上依据稳定程度确定的权重系数。在8机系统算例上,详细讨论了在特征根范围取不同值,权重系数采用反函数、线性函数等几种表达方式时用拟牛顿法求解优化问题的收敛特性,总结出了权重系数的取值规律和较好的特征根取值范围。结果表明,改进后的方法可有效改善迭代过程的收敛特性。

用于提高多机系统阻尼的可控串补稳定器的研究

在多机系统中,TCSC稳定器的阻尼作用在于提升系统主导振荡模式的阻尼水平。文中在合有TCSC稳定器的多机系统线性化方程的基础上,根据主导振荡模式特征根、TCSC控制器参数及附加转矩的关系,将系统主导模式的振荡频率代入TCSC附加转矩公式,利用相位补偿法完成TCSC控制器参数整定,达到提高主导振荡模式阻尼水平的目的。在IEEE5节点系统仿真算例中,利用特征根变化及转速时域仿真曲线验证了TCSC稳定器在多机系统中的阻尼效果。