采用广域测量信号的互联电网区间阻尼控制

在大型互联电力系统中,区间模式的低频振荡是限制传输能力的严重瓶颈之一,而经典阻尼控制（如PSS）因限于局部测量不能很好地解决这个问题。迅速发展的广域测量系统能在全网范围内精确测量和高速传递机组相对功角和角频率等量,使得采用广域测量信号构成全局性的区间阻尼控制系统成为可能,进而为提高互联电网的功角稳定性和传输容量提供了契机。文中在一个简单的2区4机电力系统中,研究了采用广域测量信号实现励磁控制器区间阻尼控制环节的设计原理、实现方法和仿真效果,说明了基于广域测量系统的区间阻尼控制能有效抑制区间低频振荡和提高互联系统的传输容量,而且可工程实现。同时就设计适用于复杂电力系统的广域阻尼控制系统提出了一些关键性理论和实际问题,以供进一步深入研究。     

基于广域测量信息的互联电网模型预测阻尼控制

提出一种基于模型预测控制的新型阻尼控制器设计方法。为抑制区间低频振荡,该控制器由2级PSS构成,其输入信号由广域测量信号和本地测量信号组成。采用留数矩阵法选择广域控制回路,通过模式辨识进行2级PSS控制。将常规励磁系统中传统的自动电压调节器(automatic voltage regulator,AVR)用模型预测控制器(model predictive controller,MPC)替代,并与2级PSS协调作用,通过模型预测和优化求解,得到励磁控制器的最优控制输入,以实现电压调节和增强阻尼之间的动态协调。典型的四机两区系统仿真结果表明,基于模型预测控制的2级PSS设计的控制效果明显优于传统的阻尼控制,可以快速调节机端电压,显著改善互联电网阻尼。     

基于广域测量信息的互联电网模型预测阻尼控制北大核心

提出一种基于模型预测控制的新型阻尼控制器设计方法。为抑制区间低频振荡,该控制器由2级PSS构成,其输入信号由广域测量信号和本地测量信号组成。采用留数矩阵法选择广域控制回路,通过模式辨识进行2级PSS控制。将常规励磁系统中传统的自动电压调节器(automatic voltage regulator,AVR)用模型预测控制器(model predictive controller,MPC)替代,并与2级PSS协调作用,通过模型预测和优化求解,得到励磁控制器的最优控制输入,以实现电压调节和增强阻尼之间的动态协调。典型的四机两区系统仿真结果表明,基于模型预测控制的2级PSS设计的控制效果明显优于传统的阻尼控制,可以快速调节机端电压,显著改善互联电网阻尼。     

考虑时延影响的互联电网区间阻尼控制

采用广域信息可有效地提高大型互联电力系统的动态性能。在这个过程中,信号传输和处理的时间延迟不可忽略。文中利用留数矩阵确定广域控制回路;采用Pade逼近法近似广域信号时间延迟,并写成状态空间形式,使系统变为不显含时延项的控制系统;设计了区间阻尼控制器,分析了时延对其性能的影响,并应用线性最优方法确定其反馈控制参数。两区四机系统上的仿真结果说明了考虑时间延迟的情况下,应用线性最优方法来确定区间阻尼控制器的反馈控制参数,能有效抑制区间低频振荡,提高互联电网的稳定性。     

基于广域测量系统的电力系统稳定控制

近年随着电网规模扩大、区域系统互联,电力系统出现一些现有方法难以解决的稳定问题,例如,如何持久有效地抑制区间低频振荡等,而同步相量测量技术的发展及广域测量系统(WAMS)的建设为此提供了新的手段.重点结合实际系统应用说明了当前世界上WAMS发展现状及其在电力系统保护与稳定控制中的应用实例.首先,介绍了PMU及WAMS的基本原理与历史发展过程;其次,在详细说明美国与中国WAMS发展现状的基础上,概述了各主要WAMS的规模和PMU的性能水平.最后,从非连续控制及连续反馈控制2个方面介绍了WAMS在电力系统稳定控制中的实际方案.     

采用广域测量信号的2级PSS控制策略

提出电力系统稳定器（PSS）的输入信号由本地测量信号和广域测量信号组成,从而构成2级PSS控制。本地测量信号采用本地发电机角频率,广域测量信号分别采用联络线功率和区间相对角频率。分析表明广域反馈具有相位稳定的特点,可以根据参与因子和传递函数留数选取广域测量信号,通过模式辨识进行2级PSS控制,抑制区间低频振荡。2区域电力系统上的仿真结果表明,2级PSS控制能有效抑制区间低频振荡,提高互联系统的传输容量,适用的频率范围广。     

基于广域测量技术的电网实时动态监测系统应用

基于同步相量技术的广域动态监测系统,可以在时空坐标下监测电力系统动态运行特性,弥补了现有SCADA系统和故障录波系统的不足,为实现全网实时控制、提高大电网安全稳定性和传输能力提供了新的途径。文中较详细地介绍了江苏电网广域实时动态监测系统的基本原理、体系结构、功能设计及工程应用情况。     

广域电力系统稳定器阻尼控制系统综述及工程应用展望

广域电力系统稳定器(PSS)阻尼控制是抑制电力系统区间低频振荡最直接有效的方法。文中综述了国内外的相关研究成果,针对广域PSS控制系统的各个环节进行了深入探讨,包括系统分析建模、反馈信号和控制点的选择、时滞及其稳定性分析、控制器设计等。文中指出非线性分析及建模,尤其是基于量测的Prony分析法更适用于复杂的电力系统;在广域反馈信号选择方面,主模比指标法较为合理,但在工程应用中还要依据实际情况考虑;特征根法及其优化算法可以快速对复杂电力系统的时滞稳定域进行求解,在时滞处理方面,时滞补偿法较时滞不敏感鲁棒控制更易实现且效果较佳;此外,在线自适应参数控制由于可以适应和跟踪系统的变化,较离线设计效果更佳。针对复杂电力系统的广域PSS研究中所面临的研究课题进行了展望,并指出了未来广域PSS工程应用中面临的一些问题,如算法实时性、系统投切时机选择、防误逻辑等。     

采用广域测量信号的PSS参数优化设计

为了解决传统的电力系统稳定器PSS(Power System Stabilizer)因局限于反馈本地信号而不能很好地抑制区域模式的问题,针对区域模式装设引入广域测量信号的PSS,针对地区模式装设引入本地信号的PSS。根据参与因子确定PSS装设地点,然后应用遗传算法对其参数进行协调。由于PSS反馈远方信号,设计时考虑了通信延迟的影响。算例表明,提出的方案能够较好地抑制低频振荡。     

广域测量系统研究综述

广域测量系统WAMS(Wide Area Measurement System)主要源自电力系统时间上同步和空间上广域的要求,利用全球定位系统GPS(Global Position System)时钟同步,进行广域电力系统状态测量。回顾了国内外WAMS的发展概况。介绍了WAMS的结构,对现有功角和相量测量原理进行了比较。最后论述其同步故障录波、引入状态估计、功角监视等应用功能及发展趋势。     

PSS控制过程中的借阻尼现象与负阻尼效应

根据考虑PSS控制的线性化系统模型，利用特征值的数学性质，揭示了PSS控制过程中的借阻尼现象，即：PSS提供给机电振荡模式的阻尼是从非机电模式转移来的。另外，结合三机系统算例并通过相量图分析，阐明了多机系统PSS控制过程中的负阻尼效应现象，即：PSS在增加一些机电振荡模式阻尼的同时，将减少另一些机电振荡模式阻尼，并指出负阻尼效应现象是多机系统的一种本质特性。因此，PSS在系统中要合理地配置和恰当地选择参数，以使系统机电振荡模式能够从非机电模式那里“借”来足够而合理的阻尼。所以，PSS在系统中要合理地配置和恰当地选择参数，以使系统机电振荡模式能够从非机电模式那里“借”来足够而合理的阻尼。     

电力系统稳定器的综合阻尼特性

本文运用综合阻尼系数的概念分析了励磁系统全阶模型（ＩＥＥＥ－Ｉ型包括二级ＰＳＳ）参数的阻尼特性；确定了参数综合阻尼系数立体曲面图；设计了电力系统稳定器（ＰＳＳ）的最佳参数；与根轨迹法设计的参数进行了比较，最后进行了动态时间仿真计算，认为按“η”选择参数效果是显著的。     

广域测量技术在电力系统分析及控制中的应用综述

综述了广域测量系统(wide-Area Measurement System,WAMS)在电力系统稳态分析、全网动态过程记录和事后分析、电力系统动态模型辨识和模型校正、暂态稳定预测及控制、电压和频率稳定监视及控制、低频振荡分析及抑制、全局反馈控制、故障定位及线路参数测量等方面的应用.通过这些应用可以看到,WAMS给电力系统分析与控制提供了新的视角和解决方法,值得深入研究.     

基于WAMS的电网稳定控制中的时滞问题及一种控制策略

基于广域测量系统(WAMS)的大电网稳定控制是目前学术和工程界的研究热点。在WAMS环境中,一个不容忽视的问题就是PMU信号传输和处理过程中时滞的影响。介绍了同步相量测量技术和以此为基础的广域测量系统的四种结构,分析了PMU信息对区域电网控制的影响,在此基础上针对PMU信息滞后的特点提出了一种闭环区间阻尼控制策略。     

研究大规模互联电网区域间振荡的特征值分析方法

分析了小干扰稳定性分析方法的现状及存在的问题,介绍了大型电力系统分析软件NETOMAC所特有的特征值分析程序NEVA中适用于大规模互联电网小干扰稳定性分析的特征值算法.该程序及其算法具有极强的实用性,为互联电网的区域间振荡分析及阻尼控制研究提供了一种应用级的有效手段.最后以跨欧洲互联电网为例进行研究,说明了所介绍程序和算法的强大分析能力.     

基于需求侧管理的频率质量控制探讨

频率作为电能质量考核的重要指标之一 ,与电压、谐波的局部特性不同 ,它更多地呈现系统全局特性 ,更有利于在系统范围内调动电源侧、电网中和需求侧各方面的调控措施进行频率质量控制及管理。基于此思想 ,文中把需求侧的直接负荷控制 ( DLC)手段作为具有快速响应性能的频率质量控制热备用 ,采用基于 DLC的负荷曲线坡度缓陡调整策略 ,既帮助电源侧机组在存留适当余量的旋转备用的前提下安全渡越紧急负荷段落 ,又解决渡越过程中因电源侧调控余量存留造成系统实际调控量不足并进而引起频率质量发生偏移的问题。最后 ,分析了需求侧管理 ( DSM)的一些新的技术特点、发展趋势以及与之配套的相关政策和经济奖惩问题 ,探讨了基于 DSM技术的频率质量控制的可行性     

基于综合几何指标的广域电力系统稳定器设计

选择适当的控制器落点和反馈信号是广域电力系统稳定器(WPSS)设计的一个关键步骤.而作为应用最为广泛的留数法,在面对多种不同类型备选信号时会因为不同类型信号幅值比例问题而失效.文中采用基于系统可观性和可控性的综合几何指标来选择控制器的落点和反馈信号,能够有效克服留数法的缺陷.重点讨论了在考虑实际电网量测和通信要求条件下的广域反馈信号选择问题,把反馈输入备选信号范围扩大到线路功率、母线频率偏差、区域惯性中心角差、机端功率及发电机角频率等.研究表明,联络线有功功率最适合作为WPSS的反馈输入信号.最后,结合设计控制器参数的留数相位补偿法完成WPSS的设计.2区4机系统算例详细说明了WPSS的设计过程,表明所提出的方法能够从不同类型的反馈信号中选择最优的信号.数值仿真结果表明,按照该方法设计的WPSS能够有效提高电网稳定性,抑制区间模式低频振荡.     

使潮流方程直接可解的PMU配置方案研究

基于全球卫星定位系统（ＧＰＳ）的同步相量测量单元（ＰＭＵ）的研究已有许多进展并开始应用。在电力系统中配置ＰＭＵ将使潮流计算的书籍条件发生变化。讨文提出了潮流方程直接可解的概念,并给出了相应的ＰＭＵ配置算法。文中算例说明了所提方法的有效性。     

我国交流互联电网动态稳定性的研究及解决策略

在我国大区交流互联系统中存在着区域间弱阻尼或负阻尼低频振荡问题。为了解决该问题,工程人员通过现场试验、整定和调试,目前己为100多台机组配置了电力系统稳定器(PSS)。联网试验及联网后的运行经验证明,这些PSS的配置增强了联网系统的阻尼,保证了联网系统的动态稳定性,是解决我国大区交流互联系统动态稳定问题行之有效的方法。     

同步相量技术应用于电力系统暂态稳定性控制的可行性分析

在同步相量技术迅速发展和广泛应用的基础上,提出了基于同步相量响应的广域暂态稳定性控制的概念,阐述了其原理和系统结构,重点讨论了系统实现所涉及的关键技术,包括功角测量、暂态稳定性判别和控制决策、响应时间、通信方式和可靠性设计等,从而论证了同步相量技术应用于电力系统暂态稳定性控制的可行性和优越性.