基于虚拟电力系统稳定器的低频振荡抑制策略

基于虚拟同步发电机(VSG)控制的新能源机组虽可增强电网惯量及频率稳定性,但可能继承与同步机类似的低频振荡问题。针对该问题,首先基于单台VSG并网的线性化模型,构建了适用于VSG的Phillips-Heffron模型,借助阻尼转矩法挖掘了VSG低频振荡的诱发机理。进一步提出一种附加于VSG无功环节的虚拟电力系统稳定器(VPSS),并给出了控制结构及基于相位补偿法的参数设计过程。研究结果表明:VSG发生低频振荡是由于系统受扰后,虚拟功角的振荡信号经过虚拟励磁调节器对VSG机电振荡回路产生了负阻尼转矩。将所提VPSS接入系统可在几乎不影响振荡频率的前提下,实现0.1~3 Hz下VSG低频振荡的有效抑制。

同步发电机低负荷进相工况电力系统稳定器抑制效果研究

电力系统稳定器参数整定过程未计及发电机低负荷进相工况,参数对该工况下的低频振荡阻尼效果尚不清楚。为此,本文首先阐述了低频振荡产生机理及电力系统稳定器原理。其次,分析了机组进相运行时功角与系统阻尼的变化。然后,研究了机组有功功率、无功功率及低负荷进相工况对励磁系统无补偿相频特性的影响。最后,通过仿真对比,分析了不同工况下电力系统稳定器对低频振荡的抑制效果。

电力系统稳定器在PTA装置空压机组的仿真应用分析

为了解决大型余热发电机组受工艺生产波动影响,系统稳定性差的问题,提出了引入电力系统稳定器(PSS)作为励磁调节器的附加控制。介绍了PSS的类型与特点,并选择PSS4B作为控制模型,基于300万吨PTA项目空压机组实际参数,采用Matlab/Simulink软件模拟发电机在不同工况与扰动条件下的运行情况,仿真结果验证了PSS4B的有效性。

电力系统低频振荡的协调控制

区域间低频振荡的可能性和危害性日益增加,严重威胁着电网的安全稳定,为此,阐述电力系统稳定器(power system stabilizer,PSS)各环节抑制低频振荡的原理。建立电力系统模型,以系统模型为基础对发电机励磁系统与电力系统的低频振荡之间的关系进行分析,利用相位补偿法对PSS进行参数设计;利用MATLAB程序对2区4机电力系统进行单机分别配置PSS参数;利用改进的粒子群算法配置PSS参数进行协调控制。通过仿真计算,验证了利用改进的粒子群算法协调配置PSS参数对抑制系统低频振荡的效果比单机分别配置更好。

区域电力系统稳定器及其协调控制研究综述

基于发电机励磁附加控制的电力系统稳定器(PSS)是抑制系统低频振荡最有效的方法。文中研究了国内外PSS在区域系统应用中的相关成果,对PSS进行综述,包括PSS原理简析、电力系统建模、区域系统PSS配置原则、时滞及其处理、PSS控制器设计等。基于单机无穷大系统简析了PSS的基本原理;在系统建模方面,指出了基于量测分析法中的Prony法是最常使用的一种方法;在区域系统PSS配置原则上,常用方法中的几何法比留数法在控制器落点和反馈信号的选择上效果更好;在时滞处理方面,相位补偿法是目前最常用的方法;在PSS控制器设计方面,需要满足控制器具有自适应度高的特性。此外,在总结PSS在区域系统应用的同时对PSS的研究方向进行了展望,提出未来对PSS研究的相关课题。

基于PID控制技术的电力系统运行自动化控制系统

为保证电力系统的调度效果,实现电力系统智能化管控,设计基于PID控制技术的电力系统运行自动化控制系统。系统的基础层通过数据采集设备采集电力系统运行状态数据,通过通信接口将其传送至数据层;数据层依据数据分层传输结构和数字签名机制,存储以及调度接收的数据;控制层调用数据层中的数据,利用模糊级联PID控制器完成电力系统运行自动化控制,并向基础层的现场控制器下达协调控制指令,实现电力系统现场控制,并回传控制结果。测试结果显示,该系统的数据调度能力较好,RPS系数结果均在0.942以上,电力系统运行的失效率和修复率均在92.7%以上,绝对误差积分结果均在0.025以下,控制响应能力较好。

电力系统多FACTS交互作用与协调控制综述

针对多FACTS装置间的交互作用和协调控制问题,首先讨论了多FACTS交互作用现象的研究现状,接着介绍了模态分析、正则形理论、相对增益矩阵、奇异值分析等方法在多FACTS交互作用分析中的应用情况,然后阐述了线性控制理论、非线性控制理论、智能控制理论等在多FACTS协调控制方面的研究和应用现状,最后探讨了多FACTS交互作用与协调控制研究领域所面临的重要问题和未来研究方向。

基于风险评估的电力系统连锁故障协调控制模型

分析连锁故障中预防控制和阻断控制的互补性,从降低大停电风险的角度,建立了基于风险评估的连锁故障协调控制模型。首先,综合考虑线路自身故障、潮流转移、隐性故障以及天气因素的影响,求取连锁故障风险。其次,将协调控制表述成一个基于风险指标的优化问题,并根据故障环节的风险重要度确定阻断控制的实施位置,建立连锁故障协调控制模型。最后,算例分析表明,连锁故障协调控制模型能够有效协调预防控制和阻断控制,并根据不同天气状况给出具有最大性价比的控制方案,该方案相比纯预防控制和纯阻断控制能够有效兼顾安全性和经济性的需求,为防御决策提供重要参考。

电力市场中基于电价弹性的电力系统运行可靠性的协调控制

电力系统可靠性指标随负荷水平变化而变化,二者之间存在复杂的非线性关系,不能采用线性模型进行模拟。规划设计中,价格系数只能在很小的范围内调节电力平衡,不足以提高系统可靠性。电力市场中,考虑到实际运行中用户对电价的反应,应引入实时电价的电价弹性:当运行风险较高时,升高价格可以促使用户减少用电量或者调整用电时间,从而降低运行风险;而当运行风险较低时,较低的销售价格必然刺激用户的电力消费,提高了运行风险。文中在量化分析电价弹性的基础上,提出了一种实时电价与电力系统运行可靠性之间协调控制的新方法,调度员和用户通过价格、负荷和风险指标构成了一个闭环控制系统,以持续调节电网风险水平。算例结果验证了算法的正确性和应用价值。

多机电力系统中STATCOM与发电机励磁的协调控制

针对一个典型的两区域且区间联络线中间带 STATCOM的 4机电力系统 ,应用信息结构约束下的最优协调控制理论与算法 ,设计了输出反馈的线性二次型 (LQ)分散控制规律 ,得到的励磁控制器考虑了机组原有 PID自动电压调节器 (AVR)的结构约束 ,并通过在 STATCOM安装处构造一个能反映区间振荡模式的就地观测量 ,以抑制区间低频振荡。应用数字仿真研究了所得控制规律的性能 ,结果表明 ,协调控制器大大地提高了系统暂态稳定水平和区间传输容量 ,而且 ,由于采用了完全分散的信息模式和输出反馈方式 ,控制器实现代价低、可靠性高 。

基于扩张状态观测器的电力系统非线性鲁棒协调控制

该文提出了一种基于扩张状态观测器的非线性鲁棒协调控制方法(Extended-State-Observer based Nonlinear RobusCoordinated Control, ENRCC):将电力系统对象归纳为一类内环为非线性系统、外环为伪线性系统的多输入多输出对象。在此基础上,完整地阐述了 ENRCC 的控制原理:利用一簇低阶扩张状态观测器对内环非线性系统进行动态反馈线性化和解耦设计,利用线性鲁棒控制方法对已线性化的内环系统和外环伪线性系统进行预期动力学设计,最终可实现观测器+线性化+鲁棒协调控制三者的有机结合。实例仿真结果表明:该控制规律严谨简单,方法原理直观清晰,便于工程应用,具有很强的适应性和鲁棒性,能有效地解决一类 不确定+非线性+分散性的电力系统多输入多输出(MIMO)对象的控制问题。

考虑安全和经济的电力系统连锁故障协调控制模型

在分析电力系统预防控制和阻断控制互补性的基础上,从降低大停电风险的角度,建立协调安全性和经济性的连锁故障协调控制模型。首先,以系统风险和控制代价为指标,分别评价协调控制模型中系统安全和控制措施代价。其次,采用多目标粒子群算法计算协调控制模型下的Pareto解集,得到协调控制策略集合。最后,利用考虑调度人员偏好的熵权决策理论对Pareto集合进行评估,确定最终的协调控制方案。以IEEE-39系统为例进行仿真研究,结果分析表明,通过合理选择安全偏好和经济偏好,模型可以给出应对不同负载水平和运行方式的协调控制方案,以减少停电损失。

电力系统二级电压的多智能体协调控制

根据多智能体的自治、协作和分布特性,在二级电压控制中构筑了多智能体控制体系,利用多智能体的协调特性,对系统电压进行控制.

多机系统中电力系统稳定器与可控串联补偿器阻尼控制器的协调设计

针对电力系统稳定器(power system stabilizer,PSS)和可控串联补偿器(thyristor controlled series compensa- tors,TCSC)的附加阻尼控制器能分别有效阻尼机间振荡和区域振荡的特点,提出一种采用单纯形-模拟退火法对PSS和TCSC阻尼控制器进行协调优化的设计方法．该方法结合单纯形算法局部搜索速度快和模拟退火算法全局搜索能力强的优点,将单纯形算法作为模拟退火算法的局部寻优算子,以增强算法的搜索能力和效率．同时,优化中使用的目标函数考虑了系统多种典型运行方式下的机电振荡模态性能,因而设计出的阻尼控制器具有较强的鲁棒性．在4机11节点电力系统上运用该优化方法完成了阻尼控制器的协调设计．特征值分析和非线性时域仿真结果显示,使用该方法设计的PSS和TCSC阻尼控制器对不同的运行方式都能有效抑制系统低频振荡．此外,算例分析结果证实了单纯形-模拟退火算法搜寻能力高、不强烈依赖初始值选择的优点．

分散协调控制在风火混合电力系统中仿真研究

大规模风电接入电网对电力系统的运行和控制提出了更高的要求。提出了一种基于多模型预测控制的分散协调控制策略并应用于风火混合电力系统的仿真研究。该方法融合多模型预测控制和关联测量法的特点。为提高抗风机侧抗随机扰动的能力,一种增广相关测量法被用于混合电力系统的建模。基于贝叶斯概率的迭代方法用于计算各模型切换权值。一个简化的、具有代表性的风火混合电力系统模型用来验证该方法的控制效果,时域仿真和主导特征值分析说明了该方法的有效性。

基于直接神经动态规划的电力系统协调控制

区域间弱阻尼低频振荡是影响电网安全稳定运行的关键问题。目前广域直流和发电机控制的实施已成为提高电网区域间低频振荡阻尼的重要手段之一,但是在发电机、HVDC、FACTS等装置控制器之间的协调方面还需进一步的深入研究。提出直接神经动态规划方法在电力系统稳定控制中的应用结构,基于一般超前-滞后环节的移相式神经网络形式,将直接神经动态规划方法嵌入到传统的电力系统稳定控制器中。将上述提出的方法应用到典型电网结构以及南方电网中实现了控制器的协调设计。仿真结果表明使用该方法进行控制器协调设计后,可以实现很好的协调控制效果。

复杂电力系统鲁棒性协调控制研究

针对现有的电力系统鲁棒控制策略中存在的不足,提出了将关联测量控制理论与鲁棒控制相结合的控制策略,即先建立复杂电力系统中各子系统数学模型,再视各控制器的关联量为扰动项来设计鲁棒控制器,该控制器不仅能显著改善电力系统的小干扰稳定性,而且还无需采集远方测量信号,装置复杂度低。最后,通过对8机36节点测试算例的建模与仿真计算,证明投入该鲁棒励磁控制器,与传统分散协调控制器相比,对运行方式的变化有满意的鲁棒性。

柴储混合电力系统的频率协调控制策略

针对含柴油发电机和储能的混合电力系统,提出了一种频率协调控制策略。设计了滑模负荷频率控制器以调节柴油发电机出力,通过配置适当容量的储能设备进一步优化系统频率。最后通过MATLAB/Simulink仿真平台进行了验证。结果表明,所提出的协调控制策略能够有效减小电力系统频率偏差,且具有较好的鲁棒性。

基于最小特征轨迹的电力系统稳定器参数整定方法

电力系统中低频、超低频等振荡的发生会威胁电网的安全稳定运行。电力系统控制器的参数设置直接影响系统低频和超低频振荡等小干扰问题的稳定性。为分析控制器参数对于稳定性的影响,从频域角度提出了一种基于最小特征轨迹的小干扰稳定分析方法。首先,建立转子回路的紧凑形式Heffron-Phillips模型,并根据特征轨迹得到频域稳定裕度表达式;然后,对该稳定裕度进行灵敏度分析,实现了参数对稳定性影响的量化分析。此外,基于该方法对励磁模式进行了分析,并从理论层面解释了电力系统稳定器增益存在上界的原因,同时,给出了励磁模式频率及电力系统稳定器临界增益求解方程。最后,提出了一种控制器参数整定方法,并通过算例验证了所提方法的有效性与实用性。

交直流电力系统中附加控制器与稳定器的协调设计

交直流电力系统低频振荡是运行中的一个严重问题.在交流系统中装设电力系统稳定器PSS,在直流系统中配置附加的控制器DCM可以有效地抑制低频振荡.本文应用分散控制器的参数设计思想,提出一种适用于交直流电力系统中装设DCM与PSS及其参数协调的设计方法,对抑制低频振荡可以达到预期的效果.