基于DSP的不平衡补偿和单纯形优化的静止无功补偿器

针对静止无功补偿器SVC(Static Var Compensatot)作为不平衡负荷补偿和电压稳定控制的工况,提出了不平衡补偿和优化控制方法.对于不平衡负荷补偿,提出基于虚拟对称三相系统的同步参考旋转坐标变换的补偿电纳计算方法,利用电网电压中的一相电压构造虚拟的对称三相系统,由此可以准确计算所需的补偿电纳,该方法计算简单,基于该方法的静止无功补偿器不需要硬件锁相环,能够快速、准确地补偿负荷的无功功率;对于电压稳定控制策略,提出了基于改进的单纯形加速算法SPX(SimPleX method)优化递推积分PI控制方法,以ITAE准则作为寻优目标函数,对PI控制器的参数Kp、Ki进行实时调整、寻优,使SVC系统的瞬态响应过程达到最佳,能快速、无超调地跟踪SVC系统的电压设定值.仿真和实验结果表明所提不平衡补偿和优化控制方法的可行性和有效性.     

静止无功补偿器的新型最优非线性比例积分电压控制

针对传统PI应用于静止无功补偿器(static var compen- sator, SVC)这个非线性复杂系统上,所体现出的快速性与稳定性之间的矛盾,以及对精确数学模型的依赖性,适应性及鲁棒性较差,该文设计了以非线性函数与传统PI控制器串联起来构成非线性PI控制器,简单易于实现。并且提出基于改进的单纯形加速算法(simplex method,SPX),以时间乘以误差绝对值积分(integrate of time multiplied absolute error,ITAE)准则作为寻优目标函数,对非线性PI控制器的参数KP、KI进行实时调整、寻优,使SVC系统的瞬态响应过程达到最佳。仿真和实际应用结果表明该最优非线性PI控制器,不但能快速、无超调的跟踪SVC系统的电压设定值,而且可实现对无功功率、三相不平衡等多个因素的综合补偿,具有较强的鲁棒性、适应性和较高的补偿精度。     

考虑控制交互影响的变电站无功补偿系统改造

控制交互作用对整个控制系统的性能影响是致命的,因此控制器的设计及其协调在现代电力系统应用研究中是一个重要课题。文章结合目前在国内外技术上应用较成熟的静止无功补偿器(SVC)技术,提出一种与变电站综合自动化系统配合的变电站无功补偿系统改造方案,采用区域无功电压优化控制系统(AVC)统一对操作站的无功补偿设备(FC-TCR型SVC)进行无功电压优化控制,使其能统一接入变电站综合自动化系统,克服了以往变电站中无功补偿系统只能单独通过控制器的控制策略孤立运行及控制器间交互影响的问题。最后通过仿真验证了提出的方案及控制策略的可行性,仿真显示系统具有良好的动静态性能。     

基于PI控制方法的SVC电压负反馈控制策略

简要分析了动态无功补偿器的控制原理。通过电压互感器检测电网和SVC输出电压,经运算电路按给定算法计算所需的控制信号传输至SVC电压PI调节单元,以获取控制器中采用负反馈的PI控制调节等效电纳,该方法控制灵活、适应性强。MATLAB仿真实验建模表明该方法可以提高动态无功补偿设备调节电压的速度,加速系统电压稳定过程。     

一种改进的非线性神经元PID控制方法在高压SVC中的应用

以高压静止无功补偿器(Static Var Compensator,SVC)为研究对象,针对传统PID控制器难以对设定值进行有变化的跟踪和对扰动进行抑制的缺陷,提出了一种新的非线性神经元PID控制+二阶微分控制算法以实现公共连接点的电压稳定控制,采用改进的神经元学习算法对控制器的参数进行优化,使得SVC系统的瞬态响应性能和控制性能达到最佳,引入非线性函数消除了系统的超调.实验结果验证了所提出的控制方法能够保证快速、无超调地跟踪电压设定值,具有较强的鲁棒性和适应性,提高了SVC系统的补偿精度.     

基于神经网络学习算法和粒子群算法的改进PID控制在高压静止无功补偿器中的应用

以高压静止无功补偿器(static var compensator,SVC)为研究对象,针对传统比例-积分-微分(proportional integral differential,PID)控制器难以对设定值进行有变化的跟踪和对扰动进行抑制的缺陷,提出在传统PID控制器的基础上加入一个2阶微分控制环节以实现公共连接点的电压稳定控制,并采用改进的神经网络粒子群优化算法对控制器的参数进行优化,使得系统瞬态响应性能和控制性能达到最佳。仿真和实验结果验证了所提出的控制方法能够保证快速、无超调的跟踪电压设定值,具有较强的鲁棒性、适应性,提高了SVC系统的补偿精度。     

新型无功补偿装置稳定风力发电系统电压的研究初探

研究了改善风力发电系统的电压稳定性的措施。利用静止无功补偿器(SVC)做为并网型风力发电系统的无功补偿装置,无功补偿装置的控制部分采用具有高速处理能力的数字信号处理器(DSP),补偿导纳值基于瞬时无功功率理论进行计算。该补偿装置具有结构简单、控制方便及相应速度快等特点,可有效稳定并网风力发电系统电压。     

用于静止无功补偿器的非线性状态PI控制器

针对电力系统的强非线性和不确定性,运用非线性状态PI控制直接对其不确定对象进行设计,能同时改善电力系统功角稳定和装设点电压动态特性的静止无功补偿器（SVC）,避免了基于反馈线性化理论的非线性SVC控制器由于数学模型的误差而影响控制器性能的缺点,所得的控制规律与系统运行点和网络结构完全无关。仿真计算表明非线性状态PI型静止无功补偿控制器能有效地改善系统的动态特性。     

基于自适应粒子群算法的直流输电PI控制器参数优化

针对传统粒子群算法(particle swarm optimization,PSO)的不足,提出了一种自适应粒子群优化(adaptive particle swarm optimization,APSO)算法,并应用于直流控制器比例–积分控制器(proportional integral,PI)的参数寻优。文中首先介绍了HVDC控制器的系统模型,然后推导出了贵广直流输电工程中的控制器传递函数,并利用APSO算法进行PI参数寻优。寻优过程采取时间乘绝对误差积分(integral of time multipled by the absolute value of error,ITAE)准则计算目标函数值,取对应ITAE目标函数最小的样本为最优PI参数,得到的PI参数可认为是全局最优解。结果表明了APSO算法在PI控制器参数优化中的全局寻优能力和有效性。     

UPFC在静态电压稳定分析中的应用

为了更好地提高电压稳定性,在系统中安装了统一潮流控制器(UPFC),建立了静态电压稳定分析的优化数学模型,并采用等效注入功率法将UPFC嵌入电力系统。针对优化计算过程中基本粒子群算法易陷入局部最优解的缺点,采用了自适应聚焦粒子群算法,并结合连续潮流法对目标函数进行寻优计算,找到关于UPFC控制参数、发电机端电压、有载调压变压器档位以及无功补偿电容器容量的最优的控制变量组合,并求出最大静态电压稳定裕度。通过对IEEE6,IEEE30标准节点系统进行计算,验证了应用UPFC对提高静态电压稳定裕度的有效性。     

基于瞬时无功功率理论和模糊控制的新型SVC控制算法

为满足不平衡三相配电网的无功功率实时补偿的要求,设计了一种新型的FC-TCR型静止无功补偿器(SVC)控制系统。该系统采用瞬时无功功率理论来精确检测基波正序和负序电压、电流,并推导出补偿导纳的表达式;SVC的整体控制采用了开环和闭环控制相结合的控制算法,并在闭环控制算法中,提出了基于智能规则的模糊-PI双模调节技术在无功补偿控制系统中的应用方案。该方案结合了模糊控制和PI控制2种方法的优点,根据系统状况改变PI控制器的参数,以达到更好的动态控制效果。仿真研究结果表明,该新型SVC控制系统对于提高功率因数和补偿三相不平衡,具有响应快、精度高的控制效果。     

SVC与发电机励磁的非线性变结构协调控制

针对电力系统的强非线性和不确定性特点及精确反馈线性化的不足,引入自抗扰控制技术设计了能同时改善电力系统功角稳定和电压动态特性的静止无功补偿(SVC)与发电机励磁的变结构协调控制器。扩张状态观测器的动态补偿作用不仅使励磁控制与SVC控制实现解耦,而且使二者均能实现当地信号控制。仿真结果表明提出的非线性鲁棒变结构协调控制器能有效地改善系统的动态稳定性。所设计的控制器对系统运行点和网络结构的变化具有良好的适应性和鲁棒性。     

Enhancement of power system dynamic performance through an on-line self-tuning adaptive SVC controller

Static VAr compensators (SVC) are used for voltage control of long distance bulk power transmission lines. By using a supplemental control loop an SVC can also be used to improve the dynamic and transient stability of a power system. Use of a self-tuning adaptive control algorithm as a supplementary controller for the SVC is presented in this article. The control derived is based on a pole-shifting technique employing a predicted plant model. Simulation studies on a simple power system model showed rapid convergence of the estimated plant parameters with an extremely good damping profile. The controller has been tested for ranges of operating conditions and for various disturbances. The effectiveness of the adaptive damping controller was also evaluated through an ‘optimized’ PI controller.     

An optimised FOPID controller for dynamic voltage stability and reactive power management in a stand-alone micro grid

This paper proposes the application of fractional order PID controller (FOPID) for reactive power compensation and stability analysis in a stand-alone micro grid. For enhancement of voltage stability and reactive compensation of the isolated system, a SVC based controller has been incorporated. This paper emphasizes the role of fractional PID based SVC controller for reactive power management and improved stability in the stand alone micro grid, as it provides a special advantage of having two more degree of freedom for accurate tuning in comparison with the conventional controller The system performance, particularly the variations in different parameters values are studied properly with different input parameters and loading conditions. Further improvement of stability margin and optimisation of the system parameters have been achieved by the controller, based on Imperialist competitive algorithm.     

用于静止无功补偿器的变结构控制器的设计

本文提出了能同时改善电力系统功角稳定和装设点电压动态特性的用于静止无功补偿器的变结构控制器设计方法。控制器对系统工作点的变化具有鲁棒性。     

基于自适应PSO的微电网双向DC-DC变换器前馈自抗扰控制

针对传统PI控制光储微电网系统双向DC-DC变换器存在的直流母线电压波动大、充放电有效性差、抗干扰能力弱等问题,设计了一种基于自适应粒子群优化(APSO)的双闭环控制策略。首先,建立双向DC-DC变换器的数学模型。其次,设计了包括电压环线性自抗扰控制(ADRC)、电流环PI控制的双闭环控制系统,并在电压环中加入前馈控制以增强控制系统的鲁棒性。然后,针对自抗扰控制器参数难以整定的问题,提出了一种基于APSO算法的参数优化系统,该算法引入了自适应惯性权重因子,使惯性权重在粒子群迭代过程中可以动态调整以获得更佳的寻优效果。最后,设计一种带罚函数的时间乘以误差绝对值积分(ITAE)指标作为适应度函数,实现了前馈线性自抗扰控制(FF-LADRC)系统控制参数的自主寻优。MATLAB仿真结果表明,所提控制策略能够有效减小直流母线电压波动,提升储能系统的充放电性能,解决了线性自抗扰控制器参数整定问题。     

大型电弧炉无功补偿与谐波抑制的综合补偿系统

针对大型电弧炉引起的电压闪变、谐波污染和功率因数低等电能质量问题,提出了一种由静止无功补偿装置与有源滤波器构成的新型综合补偿系统。用静止无功补偿装置快速补偿无功,并通过对其三相不对称控制来改善电网三相不对称和消除负序电流,有源滤波器滤除电弧炉和静止无功补偿装置产生的谐波。通过构造合理的拓扑结构,可使静止无功补偿装置与有源滤波器互不影响,从而实现对其分散控制。将该系统投入实际运行,对比分析了系统投入前后的波形和数据,证明了该综合补偿系统对改善电网电能质量的有效性和可行性。