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。     

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。     

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。     

基于在线辨识的电力系统广域阻尼控制

提出了利用多路广域测量信号作为反馈量的新型电力系统广域阻尼控制(WADC)方法。首先,推导了基于改进Prony算法的动态降阶等值系统参数的辨识方法;利用该辨识方法对受控系统进行辨识,在辨识结果的基础上运用线性二次型方法设计WADC的参数。广域闭环控制必须考虑通信延迟的影响,文中利用线性矩阵不等式方法讨论了控制参数在时滞下的稳定性问题。MATLAB数值仿真验证了辨识方法的准确性。WADC的控制效果在36节点的多机系统中得到了仿真验证。结果证明,应用广域信号作为反馈的WADC可以更有效地阻尼区间低频振荡,同时提高了联络线的传送容量极限。     

应用非线性控制理论抑制电力系统多模振荡的研究

利用非线性变换和线性系统中的ITAE最佳调节律，设计了一个新型的非线性最优电力系 统稳定器（NIPSS）；基于多机电力系统模型，导得了用本地测量量实现每台机组的解 耦控制律。在一个具有多模振荡的多机电力系统上进行了数字仿真，结果表明：所设计的N IPSS能有效地抑制电力系统多模振荡，有满意的动态响应和很好的鲁棒性；并且，NI PSS能和其它类型的PSS协调运行，共同提高多机系统的阻尼特性。     

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。     

利用白噪声激励实现多机系统电力系统稳定器的优化与协调

提出了一种利用白噪声作为激励实现多机电力系统稳定器（PSS）协调优化的方法。这种方法可以在保留系统所有非线性特性的条件下,同时优化多个发电机的PSS参数,减小被白噪声激励系统的目标函数值,提高系统阻尼,从而避免了针对某一频率设计PSS参数时的局限性。实例仿真结果表明,在电力系统运行条件变化的很大范围内,运用这种方法设计的PSS都可以提供较好的阻尼。     

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.     

大型电力系统失步解列装置的协调方案

电力系统稳定破坏的事故国内外时有发生，电网失步时解列失步断面或快速切除送端电厂的部分发电机组是最基本的控制措施。文中介绍了目前国内高压电网解列装置使用的3种失步判据，介绍了不同装置之间的配合方法，指出这些配合方法适用于结构比较简单的系统，而对于复杂的互联电力系统，往往难以达到快速、准确解列的要求。分析了南方电网4个失步断面的具体情况，指出对于比较复杂的某些断面有关解列装置应借助远方通信进行协调配合，以实现快速、有选择的解列控制。另外，对于利用同步相量测量装置(PMU)实现电力系统的解列控制的条件提出了看法，以期今后在这一方面能得到实际应用。     

互联电网AGC分层控制与CPS控制策略

通过分析网调和所辖各省调构成的中国互联电网的特点,提出了基于联络线和频率偏差控制(TBC)模式下的网省调自动发电控制(AGC)分层控制与协调技术;重点讨论了CPS考核标准下新的AGC控制策略。这些处理方法有利于提高电网频率控制质量,并体现在紧急情况下各AGC控制区域之间的相互支援,在多个网省调的实际应用中取得了良好的效果。