SVC抑制SSR的机理及控制器设计

为了能同时有效地消除发电机组的多个不稳定次同步谐振模式,提出了基于SVC的多通道SSR阻尼控制器(MSSRDC)的结构、设计原则和方法。基于相位补偿原理,MSSRDC利用多个独立模式控制通道分别处理发电机组各扭振模式,使SVC能够在发电机组各危险扭振模式附近都能提供正的电气阻尼,从而达到抑制次同步谐振的目的。基于IEEESSR第一标准测试系统的频域和时域仿真表明,根据上述方法设计的MSSRDC能够提高发电机组所需要的正向电气阻尼,达到有效地抑制SSR的目的。     

串补线路次同步谐振分析及SVC抑制方法研究

针对输电网中串联电容补偿引发的次同步谐振,采用基于时域仿真实现的复转矩系数法分析不同发电机出力以及不同串联补偿度对系统次同步振荡的影响。提出基于SVC的次同步抑制措施,介绍相关的控制策略,最后通过时域仿真分析加装SVC装置前后发电机组轴系转矩的变化,验证了SVC对系统次同步振荡抑制的可行性和有效性。     

TCSC与SVC在抑制电力系统次同步谐振中应用比较

针对串补输电引起的电力系统次同步谐振SSR（振荡SSO）,基于IEEE次同步谐振第一标准测试系统,采用测试信号法和时域仿真法,全面深入地比较了TCSC与SVC在抑制系统SSR（SSO）中的作用和效果.研究发现：TCSC与SVC均能有效地抑制次同步谐振,但由于两者分属串、并联设备,故又有各自的特点.投入相同容量时,TCSC较SVC抑制效果更优,提升电气阻尼能力更强.在相同抑制效果下所需TCSC容量要少于SVC,但投资偏高.两者注入电网谐波均为奇次谐波,且以3、5、7次为主.后期运行维护自动化程度较高,应根据装置的不同薄弱环节进行针对性的维护.     

由直流输电引起的次同步振荡的阻尼特性分析

直流输电系统在次同步频率范围内的数学模型较难获得，这使得采用解析方法计算系统阻尼变得十分困难。文中采用时域仿真实现的复转矩系数一测试信号法，对直流输电系统的次同步振荡问题进行研究，通过频率扫描计算出了发电机组在次同步频率范围内的电气阻尼特性曲线，并同时考察了机组耦合程度、直流功率水平、触发角以及控制器参数等因素对电气阻尼的影响。还分析了直流输电换流器逆变运行时对附近发电机组次同步振荡阻尼的影响。表明由直流输电引起的次同步振荡问题只需要考虑整流站附近的发电机组，而不必考虑逆变站附近的发电机组。     

无功补偿器抑制电力系统次同步振荡的研究

介绍了串补输电系统次同步振荡的产生机理和抑制电力系统次同步振荡的常用措施。分析了静止无功补偿器（SVC）抑制次同步振荡的基本原理,并进行了控制器的设计。基于次同步振荡研究的IEEE第一标准模型,利用电力系统电磁暂态仿真软件PSCAD／EMTDC,对该模型分别在不安装SVC和安装SVC时进行了时域仿真,得出了SVC抑制次...     

基于SVC的大规模双馈风电场次同步振荡研究

为了探究动态无功补偿装置与大规模双馈风电场次同步振荡之间的关系,文中在MATLAB/Simlink软件搭建了含SVC的双馈风机经无串补线路并网系统模型,结合时域仿真法研究了SVC的拓扑结构、投入时间、控制器参数和系统扰动对系统运行特性的影响。结果表明:不同的SVC拓扑结构投入系统后,均会引发系统发生次同步振荡,且与投入系统的时间无关。当次同步振荡出现的情况下,给系统施加一个小扰动,控制器参数K_p过大产生超调,激增了次同步振荡。由于电压的超调发生振荡,进而导致各个SVC无功量的不规律运动,AVR中比例系数K_p的超调是产生次同步振荡的源。     

含SVC串补系统的次同步谐振实用阻尼算式

复转矩系数法作为一种经典的次同步谐振分析方法,将其归结为系统在固有扭振频附近出现负阻尼。但该方法建模和计算过于复杂,也无法直观给出阻尼来源。在复转矩系数法的基础上推导了含SVC串补系统的实用阻尼算式,将系统阻尼与次同步等效阻抗联系起来,保留了系统特性并简化了计算。通过与特征值和仿真结果的对比验证了该算式的有效性,并利用该算式分析了SVC容量和接入位置对次同步谐振频率的影响。该算式有助于简单快速地判断含SVC串补系统的次同步谐振危险,确定SVC容量和接入位置,并指导相应控制措施的研究。     

SVC抑制次同步振荡控制策略研究

次同步振荡(SSO)问题有可能造成发电机组轴系不稳定扭振甚至损坏发电机转轴,从而危及电力系统安全运行.基于EMTDC/PSCAD仿真平台,运用静止无功补偿器(SVC)来抑制次同步振荡,采用附加电压控制以及模态分离控制这2种控制策略,对这两种控制策略下的SVC抑制IEEE第一标准模型的次同步振荡效果进行了分析和比较.仿真表明2种控制策略均能抑制次同步振荡,总体而言,模态分离法较好.     

TCR型SVC抑制电力系统次同步振荡研究

针对目前由串补电容引起的次同步振荡问题日益严重的现象,文章拟利用TCR型SVC抑制次同步振荡。通过对次同步振荡与SVC的原理的研究,文章用MATLAB/SIMULINK建立了TCR型SVC仿真模型,并采用IEEE第一标准的模型来验证文章建立的模型的有效性。通过次同步振荡研究的时域仿真技术得出第一标准模型在安装SVC时,次同步振荡现象明显小于不安装SVC时。文章进一步对不同类型SVC在抑制次同步振荡的特点进行对比分析,对TCR型SVC进行优化,得出了改进后的SVC对次同步振荡抑制的效果会进一步提高的结论。     

利用TCR抑制发电机次同步谐振的仿真研究

为研究用晶闸管控制的电抗器(TCR)抑制次同步谐振(SSR)的原理及其控制,采用电气阻尼分析及时域仿真验证相结合的方法分析了TCR抑制SSR的基本原理,并在此基础上提出了TCR相应的控制器结构—比例型控制器。采用时域仿真实现的复转矩系数法—测试信号法,以IEEE次同步谐振第一测试系统为例,建立了SVC的真实时域仿真模型及比例型控制器模型,分析了在比例型控制器的控制下,TCR对发电机组次同步谐振阻尼特性的影响,同时考虑了TCR容量的变化对机组阻尼转矩系数的影响。最后通过时域仿真对所得结果进行的验证表明,采用比例型控制器的TCR可以大大提高谐振点附近电气阻尼,从而有效地缓解SSR。     

基于MATLAB的SVC抑制SSR仿真研究

当串联补偿输电网络形成的电气谐振回路的固有频率与汽轮发电机轴系扭振固有频率互补时,可能会引起次同步谐振(SSR,Sub Synchronous Resonance)问题.本文主要介绍了由串补电容引起的SSR的机理和静止无功补偿器(SVC)抑制SSR的基本工作原理;提出了一种分模态阻尼控制器的控制方法,并基于MATLAB...     

采用遗传-模拟退火算法优化设计SVC次同步阻尼控制器

针对锦界电厂串补输电工程的多模态次同步谐振(SSR)问题,在基波电纳次同步调制机理基础上,优化设计静止无功补偿器(SVC)次同步阻尼控制器(SSDC).首先建立适应SSR分析与控制设计、包含SVC的多机系统线性化模型,其次提出了基于独立模态控制思路的控制器结构,然后将控制参数设计问题规范为一个约束型非线性规划问题,进而采用遗传-模拟退火(GASA)算法求解得到控制参数,最后采用特征值分析和时域仿真验证了控制系统的有效性.结果表明:SVC-SSDC能大幅提高机组扭振的模态阻尼,有效抑制SSR,从而保证了机组和电网的安全稳定运行.     

基于SVC的大型风电场次同步谐振抑制

当风电场通过含串联补偿电容线路提升外送功率时可能会发生次同步谐振。分析了风电场次同步谐振机理以及SVC在抑制大型风电场次同步谐振方面的作用,将SIMPLEX算法与单隶属度函数模糊控制技术相结合,设计了基于单隶属度函数模糊控制的SVC附加控制器。与常规模糊控制器相比较,论文提出的控制方案性能更优,能更快速抑制次同步谐振。仿真结果验证了所提出附加控制器的优越性。     

柔性励磁系统抑制次同步振荡仿真分析

次同步振荡可能会对汽轮发电机的转轴产生严重的威胁,而传统晶闸管励磁系统使用附加励磁阻尼控制器对次同步振荡的抑制效果有限,需要为发电机配置如STATCOM的额外装置。相较于传统晶闸管励磁系统,柔性励磁系统具有双阻尼通道且相互耦合作用小,因此柔性励磁系统相较于传统晶闸管励磁系统对次同步振荡有更强的抑制能力。本文采用Matlab编程对发电机存在的轴系扭振模态进行了计算,并针对其中可能发生次同步振荡的模态设计了基于柔性励磁系统的无功控制器与传统励磁调节通道配合。本文在PSCAD/EMTDC平台上搭建了采用柔性励磁系统的IEEE次同步振荡第一标准模型,验证了柔性励磁系统对次同步振荡的抑制效果。     

基于BBO算法优化设计SVC阻尼控制器

电力系统中因次同步振荡(SSO)问题,会危害发电机组的安全运行。为了抑制这一不正常的现象,提出将生物地理学优化算法(BBO)和静止无功补偿器(SVC)相结合,利用BBO算法优越的寻优能力和SVC能够自动补偿无功功率,设计了一种阻尼控制器。在PSCAD仿真平台上,搭建IEEE第一标准模型,验证了经BBO算法优化后的SVC阻尼控制器能够有效抑制SSO。     

TCSC次同步谐振附加阻尼控制器

针对晶闸管控制的串联补偿电容器(TCSC)无法彻底消除系统次同步谐振(SSR)的问题,基于相位补偿原理设计了TCSC的附加阻尼控制器.通过对发电机转速差信号进行适当的放大和移相,产生附加控制信号来调节TCSC的触发角,使TCSC能够在整个次同步频段提供正的电气阻尼来抑制次同步谐振.基于IEEE SSR第一标准测试系统的...     

Developing static reactive power compensators in a power systemsimulator for power education

This paper describes a newly installed laboratory module microcomputer-based static reactive power compensator (SVC) in detail to teach students how an SVC affects system voltage, load balancing, power factor, and transmission line losses. The SVC is merged into an old power system simulator for extensive power engineering education. The structure of the SVC is thyristor controlled reactors with fixed capacitors (TCR-FC). Two control algorithms, feedback control and feedforward control, are developed and compared. For the purpose of program flexibility and portability, a VME-Bus based microcomputer is used to synthesize the controller of the SVC. Several suggested experiments are given to show the effects of the SVC on distribution system compensation. The SVC greatly promotes the performance of the power system simulator     

基于改进生物地理学优化算法的SVC次同步阻尼控制器设计

针对常用的次同步振荡控制器不能较好地适应电力系统时变非线性的特点,提出了一种引入余弦迁移模型、早熟判断机制、变尺度混沌变异策略及排重操作的改进生物地理学优化算法。基于该算法结合静止无功补偿器(SVC)抑制次同步振荡的机理,对次同步阻尼控制器进行优化设计,并采用特征值分析和时域仿真验证了控制系统的有效性。锦界电厂算例分析表明:经改进生物地理学算法优化的SVC次同步阻尼控制器能较好地提高机组扭振的模态阻尼,可有效抑制次同步振荡,进而保证机组和电网的安全稳定运行;与传统的生物地理学优化算法、粒子群算法及遗传算法相比,改进生物地理学优化算法在搜索最优控制参数时具有较快的搜索速度和较高的搜索精度。     

采用SVC抑制次同步谐振的机理分析

针对采用静止无功补偿器（SVC）抑制次同步谐振（SSR）的核心问题,即如何提供与扭振模态频率互补的电流分量问题,提出了SVC基波电纳次同步调制的控制机理和数学模型。分析表明:对SVC基波电纳参考值进行次同步频率调制,可控制其输出大小和相位适当的模态互补频率电流,进而在机组中产生对应模态的阻尼扭矩,达到抑制SSR的目的。这一控制机理同时会导致SVC输出超同步和复杂分数次谐波分量。基于详细电力电子电路的非线性电磁仿真和实际SVC设备试验均验证了控制机理和数学模型的有效性和正确性,进一步将所提出的控制机理应用于锦界电厂串补输电系统的SSR问题,数值仿真结果证实了其有效性。     

Coordinated fuzzy logic control between SVC and PSS to enhance stability of power systems

This paper presents a new switching control scheme for static var compensator (SVC) using fuzzy logic control rules to enhance the overall stability of electric power systems. In addition, the coordination with power system stabilizers (PSS) is also considered to achieve a wider stable region. An SVC is set on one of the busbars in the transmission system, where the real power flow signal is utilized at the location of the SVC to determine the firing angle of the thyristor switch. The switching control scheme is simple so as not to require heavy computation on the microcomputer based switching controller. The PSSs are also set on the generators in the study system. Simulation results show the effectiveness of the proposed fuzzy logic switching control scheme for the SVC. The coordination between SVC and PSS is also effective to enlarge the stable region.