多馈入HVDC的模糊自适应协调阻尼控制器设计

提出一种基于广域测量系统的多馈入高压直流(HVDC)模糊自适应协调阻尼控制器。该控制器在传统的单输入单输出控制结构基础上增加了一个模糊逻辑单元,自适应地在线调整系统的移相角。同时,增益K与模糊逻辑单元联调,以保证移相环节参数改变后整个控制通道的增益保持不变。利用Prony辨识算法和极点配置法对该阻尼控制器的固定参数进行了整定,并对整定后的参数进行了协调优化。以中国南方电网2007年网络结构为对象,给出了该模糊自适应协调阻尼控制器的设计过程及仿真结果。结果表明:该阻尼控制器能快速、有效地阻尼区域间振荡,提高交流联络线的传输能力,对不同的网络结构具有鲁棒性,可明显改善多馈入HVDC系统的稳定性。

采用VSC-HVDC改善LCC-HVDC直流侧暂态特性的无功协调控制

为了抑制常规直流输电换相失败引起的整流侧直流过电流和交流暂态电压,提出了一种适用于柔性直流输电和常规直流输电整流侧并联情况下的混合多馈入直流系统的暂态无功协调控制策略。首先分析了换相失败后混合多馈入直流系统的暂态特性,然后基于常规直流输电的定直流电流控制和柔性直流输电的定交流电压控制的控制特点,设计了混合多馈入直流系统的暂态无功协调控制模块,包括故障判断模块、快速触发角响应模块和快速无功响应模块,抑制换相失败引起的过电流和暂态电压。在PSCAD/EMTDC中搭建混合多馈入直流系统的模型并进行仿真对比分析,结果验证了所提暂态无功协调控制策略的控制效果优于柔性直流输电采用定无功功率控制和定交流电压控制。

基于精简矩阵变换器的串联多端海上风电-HVDC系统协调控制

分析了精简矩阵变换器(reduced matrix converter,RMC)双极性空间矢量调制策略,提出了基于RMC高频链换流器的串联多端海上风电-HVDC系统拓扑结构及其协调控制策略。该控制策略由风电场监测控制(wind farm supervisory control,WFSC)、海上风电机组控制和网侧并网控制组成,并采用最优直流电流参考算法实现。在系统正常运行时,该控制策略可实现各风电机组独立最大风能跟踪(maximum power point tracking,MPPT)控制、直流电流控制、并网有功和无功功率解耦控制;在风电机组故障和电网电压波动等情况下保证系统安全高效运行。仿真结果验证了所提拓扑及其控制策略的正确性和可行性。

基于公平关注的供应链库存管理效率评价研究

库存协调是供应链管理中至关重要的组成部分,有助于增强供应链的韧性和效率。为解决库存积压、供应链中断等问题,文中通过改进链接控制DEA方法,在其中嵌入Context-dependent,并基于各方利益最大化冲突引入公平关注,构建三方利益协调机制的改进三阶段DEA模型。研究结果表明,对DEA模型进行改进后,整体效率明显提高,各个决策单元(DMU)之间的差距也有所减小;同时,在加入公平关注效用之后,排序更加准确,避免了出现多个DMU效率相等的情况;针对中间库存差异较大的供应链,成功确定了有效的调整措施。

多端VSC-HVDC风电送出系统的低电压穿越综合策略设计

基于含风电接入的VSC-HVDC输电系统网侧换流站的基本结构,提出了接入交流电网发生三相短路时风电送出系统的低电压穿越综合控制策略。通过切换网侧换流站控制策略,并与chopper电路配合,实现网侧故障换流站向交流电网提供无功支撑,同时网侧非故障换流站和直流chopper电路协同泄放系统冗余功率,而风电场侧换流站始终维持风电场侧电压稳定。仿真分析表明,该策略可以保障系统送电端的风电场在故障期间正常运行并维持直流母线电压的稳定。在电压跌落幅度较小时可维持系统的有功输出以及无功支撑,而在电压跌落幅度较大时可最大程度地提高系统向电网输送无功的能力。

混合多馈入直流系统VSC-HVDC和滤波器的无功协调控制

为了减少常规直流输电(LCC-HVDC)的滤波器投切,充分利用柔性直流输电(VSC-HVDC)的无功调节容量和其动态调节无功的优势,提出一种适用于LCC-HVDC和VSC-HVDC电气距离较近情况下的混合多馈入直流系统的无功协调控制策略。分别分析了LCC-HVDC和VSC-HVDC的无功控制原理及其控制特点,基于滤波器投切和VSC-HVDC两者的无功控制优势,设计了混合多馈入直流系统的无功协调两级控制模块,达到减少滤波器投切,抑制暂态低电压和过电压的目的。在PSCAD/EMTDC中搭建混合多馈入直流系统模型并进行仿真验证,仿真结果表明所提协调控制策略的控制效果优于VSC-HVDC采用定无功功率控制和定交流电压控制。

考虑多直流无功交互影响的换相失败预防协调控制方法

换相失败预防(CFPREV)在抑制换相失败的同时会增大直流系统的无功消耗。换流站之间存在无功交互影响,这一固有特性削弱了CFPREV在多馈入直流系统中的有效性和适用性,甚至可能导致多直流连锁换相失败。针对CFPREV的局限性,提出了抑制多直流连锁换相失败的协调控制方法。首先,提出了反映多直流实时换相电压状态的综合指标。然后,将多直流实时换相电压状态引入原有控制策略,考虑无功交互影响对CFPREV进行协调控制。基于PSCAD/EMTDC的仿真结果表明所提方法能够有效抑制多直流连锁换相失败。

含大规模储能的多端直流输电系统协调控制策略

近年来,储能和直流输电系统作为大规模新能源发电并网、消纳和远距离传输的关键技术,得到了迅猛发展。然而,规模储能的接入增加了电网调度复杂性,对电网安全稳定带来挑战。为了解决上述难点,提出了含大规模储能的多端直流输电系统协调控制方法。首先,分析了可再生能源及储能并网模型,给出了风电、光伏及储能的控制策略;其次,提出了风、火、光、储多端直流输电系统的综合能源控制策略;最后,通过系统仿真,验证了文章所提控制策略的有效性。研究表明,基于所提控制策略,电网加入储能系统后,各种工况下受端电网功率波动范围均在±5%以内,系统达到稳定状态响应时间均小于0.5 s,使得受端电网具有快速调节能力,提高了新能源富集区域电网的稳定运行能力。

南方电网中多个直流系统间的协调功率恢复策略

提出了一种当协调馈入点间电气距离很近时多个直流输电系统间的协调功率恢复策略 ,即在交流侧故障被切除后的系统恢复期间 ,在各直流子系统的逆变侧采用定交流电压控制 ,同时在整流侧修改直流功率的给定值。该策略可以改善南方电网中 3个直流系统的恢复性能 ,在某些严重故障发生后 ,不切或少切负荷便可使系统稳定 。

海上多端直流输电系统协调控制研究

为了避免多端直流输电系统(multi-terminal DC,MTDC)对各换流站之间高速通信的要求,实现各换流站间的自主协调控制,基于电压源型换流器的电压?电流特性和故障时减少风功率注入的思想,提出了种应用于大规模海上风电场功率远距离外送的多端直流输电系统协调控制策略。在多端直流输电系统正常运行时,网侧换流器不仅可以控制直流电压的稳定,而且可灵活对电网进行风电功率传输。在多端直流输电系统故障运行时,风场侧换流器来保持直流电压的稳定和协调风场间各风机出力。后,搭建了Matlab/Simulink仿真模型,针对所提出控制策略的动态性能进行了仿真验证,结果表明所提控制策略能够保持直流电压在交直流故障等大扰动下相对稳定,维持系统正常运行。

多馈入直流输电系统的协调恢复策略

针对大扰动情形,提出了一种多馈入直流输电系统的协调恢复策略。该策略具有如下的特点:在原有的PI控制器中加入一个前馈回路以便在直流系统2个控制端的被控变量间实现协调控制;在交流故障被切除后的某一短时间内,采取定交流电压控制;在不同的直流子系统间实施渐变的恢复策略,并利用最大梯度下降法对各直流子系统的重启动时间进行优化。以一个三馈入直流输电系统为对象,给出了该协调控制器的设计过程及仿真结果。仿真结果表明,与常规的PI控制策略相比,该协调恢复策略可使多馈入直流输电系统的恢复性能得到很好的改善。

并联型多端高压直流输电系统的控制与保护策略及仿真

多端高压直流(multi-terminal direct current,MTDC)输电系统可以实现各换流站所连交流系统之间的功率输送或电力交换,能够解决多电源供电或多落点受电的输电问题,其接线形式总体分为串联型与并联型。针对4端并联型高压直流输电系统进行稳态运行和暂态故障过程的相关研究,基于EMTDC/PSCAD平台建立单极仿真模型,完成了多种解锁起动和闭锁停运组合的仿真分析,设计了直流功率平衡控制器实现各换流站功率协调控制,并提出了单个换流站紧急停运以及直流线路故障时的控制保护配合方式,仿真结果表明了控制与保护策略的有效性。

基于多代理技术的VSC-MTDC控制系统

基于电压源型换流器(VSC)的多端直流输电(VSC-MTDC)系统在分布式发电、可再生能源发电、中/低压输配电、电力市场等方面具有广阔的应用前景。文中分析了VSC-MTDC系统的特点及其控制方法的研究现状。为满足VSC-MTDC控制系统快速、有效的要求,利用多代理系统(MAS)的基本特性和功能,设计了一种基于MAS的VSC-MTDC控制系统,并提出了基于MAS的VSC-MTDC系统协调控制策略,详细分析了底层Agent控制的实现方式。对一个典型的四端VSC-MTDC系统进行了仿真。仿真结果表明MAS能够有效地对各VSC进行协调控制,保证VSC-MTDC系统运行高效、稳定。

多馈入高压直流输电系统的分散协调控制研究

为了提高多馈入直流输电系统的稳定性,该文采用可选择控制结构的部分输出量反馈最优分散协调控制算法设计出了以全系统动态最优为目标的分散协调直流附加控制器,并在设计步骤中引入模态可控程度与模态可观测程度的概念来优选控制器安装地点以及控制反馈信号,从而最大程度地发挥了该控制算法可选择控制结构的特点。算例仿真分析显示了所设计控制器在协调作用下对系统多个振荡模态的良好阻尼效果,证明了该协调控制器设计方法的有效性。

基于控制敏感因子的PSS和直流附加控制的协调阻尼控制

面对低频振荡阻尼控制器和输入信号多样化的复杂局面,如何优化协调阻尼控制器的输入信号和安装地点值得研究。为此,通过理论推导得出控制敏感因子指标用以指示阻尼控制器最优安装位置和输入信号;进一步提出了基于控制敏感点的电力系统稳定器(PSS)与直流附加阻尼控制的协调优化策略,给出了不依赖系统精确数学模型的实用化计算步骤。通过川渝电网多种运行方式验证,理论计算结果与仿真结果一致,结果表明控制敏感因子能够正确指示阻尼控制器的最优安装位置和输入信号,PSS与直流附加阻尼控制通过相互协调可以全面抑制低频振荡,提高系统运行稳定性。

基于多馈入功率恢复因子的南方电网多回直流分层协调控制策略

为提升多馈入直流输电系统的暂态稳定性,设计了针对多回直流的分层协调控制策略。首先,分析了直流低压限流单元控制对系统恢复特性的影响,提出了相应的优化措施;然后,分析了影响多回直流协调恢复性能的因素,并在此基础上提出了以多馈入功率恢复因子为评价指标的多回直流协调恢复措施;最后,在南方电网的仿真模型中验证了所提出的分层协调控制策略的有效性。研究结果表明:所提控制策略能够有效提升多馈入直流输电系统的暂态稳定性。

电力系统广域稳定控制技术及工程实验

"多回直流基于广域信息的自适应协调控制"为南方电网公司重点科技项目,其目的是要充分利用广域测量信息的优势及南方电网现有多回直流的调制能力抑制交流系统的区域间低频振荡,目前已完成理论研究和样机开发,并做了RTDS测试。该测试在南方电网仿真实验室内进行,由控制系统(样机)、直流极控系统屏柜、RTDS系统联接构成闭环测试系统。本文首先介绍了电力系统广域稳定控制技术发展的现状,然后对于本项目RTDS测试过程中发现的一些关键技术问题进行了讨论。

适用于VSC-MTDC的改进下垂控制

VSC-MTDC稳定运行的重要前提是直流电压的稳定,采用下垂控制的各换流器能够按照各自的功率曲线调整吸收的功率,共同参与直流电压的调节。首先分析了多端柔性直流输电系统下垂控制的运行特性,并提出一种改进的下垂控制方法,该控制方法通过监测本地直流电压来修正换流器的下垂系数,然后文章重点分析了改进控制方法的控制特性并提出换流器的协调控制策略。理论分析表明,系统发生小扰动时,采用本文改进控制的换流器能够减小直流电压偏差;在发生严重故障时,改进控制方法能够防止换流器过载运行。并且提出的控制方法可靠性高,能够简化控制器的参数设计,易于实际系统的实现。最后在PSCAD中搭建了四端VSC-MTDC进行了验证分析,仿真结果证明所提控制方法的有效性。

多馈入交直流系统关联测量分散协调控制

介绍了关联测量分散控制基本原理,针对多馈入交直流系统,采用关联测量的分散协调控制原理推导直流线路的附加控制策略,提出基于关联测量矢量直流系统附加控制的分散协调控制策略。该方法只需要当地信号,控制结构简单,易于实现。算例结果表明,该方法能够充分利用HVDC的快速响应能力,实现多条直流线路的分散协调控制、功率支援和电压保持,具有很好的鲁棒性并能提高系统的稳定性。

舟山多端柔性直流输电示范工程典型运行方式分析

舟山多端柔性直流输电示范工程是世界范围内首个五端柔性直流输电工程,在不同条件下运行方式复杂多变。首先简要介绍了舟山交直流混联电网特点及示范工程定位;然后分析了示范工程典型运行方式和部分高级功能,如多换流站协调控制功能、联网模式与孤岛模式平滑切换等功能;最后介绍了示范工程现场试验和实际运行情况。运行实践表明,示范工程运行方式灵活,显著提高了舟山电网特别是舟山北部电网供电可靠性,经济效益和社会效益显著。