多馈入直流输电系统LQR调制控制器的设计

以含有多馈入直流系统的互联电网为研究对象,采用近似线性化的方法得到整个系统模型,设计了线性最优控制（LQR）直流电流调制控制器。电力系统中的转子角反馈控制一般是改变系统的振荡频率,而对转速的反馈控制改变的是系统的阻尼。结合这一特点,提出了3条实用的简化措施,使各条直流线路只需要自身直流电流及附近几台发电机的转速信号作为调制信号,大大减轻了信号采集和传输的负担。所提出的简化措施能够近似满足全状态反馈时的目标函数,即保证控制器性能与全状态反馈时基本相同。在IEEE 39节点系统上进行了仿真计算,仿真结果验证了所设计的控制器的有效性。     

多馈入直流输电系统的辅助协调控制设计

直流功率调制是一种具有巨大潜力的电力系统控制措施.当交直流系统受到大扰动时,利用直流系统的短时过载能力,快速调制直流系统注入交流系统的有功功率,弥补暂态过程中送、受端的有功功率不平衡,提高系统的暂态功角稳定和频率稳定.为满足功率调制工程方面的需求,设计了辅助功率/频率控制系统,详述了其协调控制策略及运行方式、具体结构....     

高压直流输电系统的非线性附加控制器设计

针对包含两条直流传输线路的交直流互联系统,采用状态反馈精确线性化方法与线性系统的变结构控制理论相结合的方法,同时设计了两条直流线路的非线性变结构附加控制器。最后对系统进行仿真,其仿真结果表明所设计控制器能够很好的抑制发电机功角振荡,有效地提高系统的暂态稳定性,达到良好的控制效果。     

多馈入直流输电系统交流侧滤波方案的设计

随着高压直流输电(HVDC)系统的发展及多馈入直流输电系统的逐步形成,多馈入直流系统的谐波问题日显突出.由于多馈入直流系统交流侧的母线电压严重畸变,现有的针对单谐波源的滤波方案已不再适用.文章提出了一种新的适用于多馈入直流输电系统的交流侧滤波方案,即在系统与负载之间并联由无源滤波器串联有源滤波器构成的混合滤波器,再在该混合滤波器之前与负荷串联一个有源滤波器.仿真比较了采用混合有源滤波方案与只投入无源滤波器时的滤波仿真效果,结果表明混合有源滤波方案可以显著降低母线上的谐波含量,从而抑制了负载谐波对系统的影响.     

多馈入直流输电系统中直流调制的协调优化

文章将带参数约束的非线性最优化方法应用于包含多馈入直流输电系统的交/直流互联电力系统,进行各直流调制之间的协调控制研究.研究方法是最小化包含区域间振荡特性的目标函数,同时优化预先选择的多馈入直流输电系统中各直流调制的参数,最终实现各直流系统调制间的优化调节,在最优和全局协调的方式下增强整个系统对交流系统机电振荡的阻尼.并以中国南方电网2005年的规划网络为实例说明了该方法的有效性和鲁棒性.     

多馈入直流输电系统功率稳定性分析

直流输电系统的功率输送能力主要受所联交流系统强度的限制,单条直流系统的功率输送能力和功率稳定已有较多的研究。随着多馈入直流系统的出现,直流系统间的复杂相互作用使得多馈入直流系统的功率稳定性更为复杂。以两馈入直流系统为基础,研究多馈入直流系统运行状态变化、直流间耦合程度以及多馈入短路比大小对多馈入直流系统功率稳定性的影响。分析结果表明,在多馈入直流系统中,减小所联直流系统电流、减小直流系统间电气距离、增大所联系统多馈入短路比均能有效增大直流系统的功率稳定裕度、提高功率输送能力和最大直流功率。     

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。     

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。     

双馈入直流输电系统中VSC-HVDC的控制策略

针对多馈入直流输电(multi-infeed direct current,MIDC)系统的稳定性问题,提出将基于电压源换流器的高压直流输电(voltage source converter based HVDC,VSC-HVDC)引入到MIDC系统中,用以改善MIDC系统公共连接母线的电压特性。建立HVDC和VSC-HVDC双馈入系统的物理模型,导出相应的数学模型。并通过坐标变换得出VSC功率传输方程的直角坐标形式。采用多变量非线性控制的逆系统方法,设计VSC-HVDC系统的非线性控制器。PSCAD/EMTDC 环境下的仿真实验表明,所设计的VSC-HVDC非线性控制器不仅能有效改善VSC-HVDC的动态特性,而且在交流系统发生扰动时能有效稳定系统电压,减少HVDC逆变站发生换相失败的几率,提高HVDC系统的运行可靠性。     

基于反步法的多馈入直流输电系统调制控制器设计

该文将整个交直流混合电力系统建模为一个级联系统：直流系统为第一级,交流系统为第二级,并为多馈入直流输电系统设计了非线性调制策略：为交流子系统设计虚拟控制,该虚拟控制能够增强交流子系统的阻尼;对直流子系统进行调制策略设计,使得交流子系统的输出能够渐近地跟踪所要求的虚拟控制,并保证整个系统的状态不发散.所设计的调制策略提供了2个正定矩阵参数KD和KV.矩阵KD决定了虚拟控制增强交流系统阻尼的能力;矩阵KV决定了直流子系统的输出渐近地跟踪虚拟控制的能力.仿真结果验证了文中方法的有效性.     

高压直流换流站分散鲁棒自适应控制器的设计

针对高压直流输电系统（HVDC），提出了一种换流站的分散鲁棒自适应控制器的设计方法，设计中引入自适应非线性阻尼项来抑制系统非线性不确定参数和未知有界干扰的影响，同时采用反演设计方法来克服控制器设计的复杂性，最后获得高压直流输电系统换流站的分散鲁棒自适应控制策略的一般表达式，并提供了整个系统的稳定性证明，所得控制器仅利用本地测量量实现，控制策略具有分散性和适应性，通过NETOMAC数字仿真，仿真结果证明该控制器比常规的PI控制器具有更好的控制效果。     

多馈入直流输电系统充裕度评估的模型和方法

建立了多馈入直流系统充裕度评估的容量模型,该模型将直流系统分为阀组、极、双极3个子系统,通过串联和并联的形式将这3个子系统组合成整个直流系统,将合成的直流系统与发电系统串联形成单馈入直流系统,将各单馈入直流系统并联组成多馈入直流系统.文中提出了子系统串联和并联连接时容量模型的等效方法,并基于多馈入直流系统的容量模型计算了充裕度指标,算例分析结果表明文中提出的模型和方法是合理的,对多馈入直流系统的充裕度评估有一定的指导意义.     

高压直流输电系统非线性变结构控制器的设计

为了进一步改善高压直流（HVDC）输电系统的性能，采用在逆变侧定无功电流控制方式代替传统的定熄弧角控制，并将现代控制理论中非线性系统的状态反馈精确线性化方法与线性系统的变结构控制理论相结合，设计了非线性变结构控制器。仿真结果表明，所设计的新型控制器能够改善直流系统的性能，并提高交流系统的电压稳定性。     

多馈入直流输电系统小信号调制器的协调优化整定

分析了多馈入交直流并联输电系统中各直流系统之间可能存在的不良相互作用。提出了对各直流小信号调制器参数进行协调整定的必要性，并将参数的协调整定问题归结为控制器结构已知但有若干未定参数可供优化的数学规划问题，所选的目标函数是与各交流联络线的有功功率和各发电机的功角相关的。基于NETOMAC软件平台，采用程序自带的非线性优化模块，可同时对这些参数进行优化，这种参数整定方法本身已考虑了交直流电力系统固有的非线性特性而不必显式导出整个系统的数学模型，因而不需要进行网络简化或线性化近似，这种方法对大规模交直流电力系统的控制器参数整定具有独到的优势。构造了一个含有两个区域间低频振荡模式的双馈入交直流输电系统，并对该系统的各直流小信号调制器参数进行了协调优化整定，仿真结果表明，经过协调优化后得到的直流小信号调制器能提高整个交直流系统的阻尼性能，并具有良好的鲁棒性。     

含有多馈入直流的交直流混合电网高压直流建模研究

讨论了目前研究交、直流混合电网时在直流建模方面存在的模型过度简化及模型选用不恰当问题；分析了稳定性研究中直流建模的一般方法，指出了简单模型、响应模型和详细模型的基本特征；基于NETOMAC环境，以中国南方电网为原型对改进的直流响应模型和直流详细模型进行了建模和仿真对比研究，分析了两种模型的优、缺点和适应性；对含有多馈入直流且直流落点邻近的南方电网，探讨了现有HVDC建模方法在研究大扰动下交直流相互影响及直流换相失败对邻近交直流系统的影响方面存在的明显不足。从基于动态相量法计及电压畸变的新直流相量模型研究和基于机电／电磁暂态模型的交直流混合仿真算法研究两个截然不同的角度提出了可行的直流建模研究思路。研究成果为含有多馈入直流的交直流混合电网的安全稳定分析提供了建模依据和参考，也为仿真分析多直流逆变站的连锁换相失败问题提供了新的解决思路。     

西电东送纯直流输电方案研究

2015年后全国联网格局将逐步形成,届时,全国电网将分为四个同步电网,即东部电网、中部电网、南方电网及西北电网.对于远距离(超过1000km)、大容量(超过50GW)的西电东送工程,如果采用纯直流输电方案,将会出现多条直流线路同时落点于同一交流系统的情况,这对交流系统的安全稳定运行有一定影响.文章以2030年为水平年,分析了在不同直流和交流系统故障情况下各同步电网的稳定性,并对多直流落点系统中各直流线路的恢复特性进行了研究.分析结果表明,西电东送工程采用纯直流输电方案在技术上是可行的.