基于线性化模型的含FACTS装置的电力系统相对增益矩阵求解及应用

利用相对增益矩阵(RGA)方法可定量分析FACTS 控制器之间的交互影响,但随着电网密度和复杂程度的加剧,利用Phillips-Heffron模型进行RGA分析计算变得非常复杂。建立了新的含SVC和STATCOM的多机电力系统线性化模型,将其与Phillips-Heffron模型进行对比并指出线性化模型的优点。利用此模型推导出系统的传递函数,可以简化求解RGA矩阵的过程。为验证此模型的效果,以静止无功补偿器(SVC)和静止同步补偿器(STATCOM)作为研究对象,通过建立的线性化模型和RGA分析,找出两台SVC之间、SVC和STATCOM之间的负交互影响与电气距离的关系,并利用时域仿真法验证了此交互影响分析结果的正确性。     

基于RGA的FACTS控制器之间的交互影响研究

多台FACTS控制器之间的交互影响与协调是FACTS技术应用中亟待解决的问题,介绍了采用相对增益矩阵(RGA)方法,分析了多机电力系统中多台柔性交流输电系统(FACTS)控制器之间的交互影响。通过对4机两区域系统以及新英格兰系统两个实例的分析研究,分别采用频域分析、特征值分析以及时域仿真三种方法来验证RGA所得的结论,证明了RGA方法可以用来分析FACTS间的交互现象。     

基于Gramian的电力系统FACTS元件交互影响分析

在含有多个FACTS控制器的复杂电力系统中,各控制器间往往会存在交互影响,从而导致FACTS控制失稳。以四机两区域的互联电力系统为对象,对含SVC和TCSC的四机两区域电力系统进行了研究。运用基于Gramian的交互分析方法,对系统电气距离和负荷不同情况下FACTS元件之间的交互影响进行了分析,结果表明：随着FACTS控制器间的电气距离减小或系统负荷的增加,SVC和TCSC间的交互影响都更加剧烈,使控制器的动态性能变差,甚至有可能影响到系统的稳定性。通过时域仿真验证了基于Gramian的电力系统FACTS元件交互影响分析方法的正确性。     

基于Gr ami an的电力系统FACTS元件交互影响分析

在含有多个FACTS控制器的复杂电力系统中,各控制器间往往会存在交互影响,从而导致FACTS控制失稳.以四机两区域的互联电力系统为对象,对含SVC和TCSC的四机两区域电力系统进行了研究.运用基于Gramian的交互分析方法,对系统电气距离和负荷不同情况下FACTS元件之间的交互影响进行了分析,结果表明:随着FACTS控制器间的电气距离减小或系统负荷的增加,SVC和TCSC间的交互影响都更加剧烈,使控制器的动态性能变差,甚至有可能影响到系统的稳定性.通过时域仿真验证了基于Gramian的电力系统FACTS元件交互影响分析方法的正确性.     

基于奇异值分解方法的FACTS交互影响分析

针对电力系统中多台灵活交流输电装置(FACTS)控制器之间可能存在的交互影响问题,以可控串联补偿器(TCSC)和静止无功补偿器(SVC)2种FACTS控制器为研究对象,提出了一种基于奇异值分解(SVD)的交互影响分析方法,定量分析了新英格兰10机39节点电力系统中同时装设TCSC和SVC时,2台FACTS装置之间可能存在的交互影响问题及电气参数对交互作用的影响。时域仿真结果验证了所提出的方法的有效性,表明电气距离的改变对TCSC与SVC间的交互作用有着较强的影响,增加电气距离,交互影响变弱,缩短电气距离则会加重两者之间的交互影响。     

SVC和TCSC控制器间动态交互影响分析

在考虑电力系统传递函数元素的稳态增益和动态特性的影响下,利用有效相对能量矩阵(EREA)的方法分析了2种典型柔性交流输电系统(FACTS)控制器间交互影响问题。对多FACTS控制器间的交互影响进行定量分析,为FACTS控制器的变量配对、选址等研究提供参考。通过含SVC和可控串联补偿器(TCSC)装置的新英格兰系统验证了在不同电气距离下交互影响的强弱程度,并采用时域仿真验证了所提分析方法的可行性和有效性。     

相对增益矩阵方法在柔性交流输电系统多变量控制器交互影响分析中的应用

提出了一种分析FACTS多个控制回路之间交互影响的新方法：改进相对增益矩阵(Relative gain array，RGA)方法，使其可对合成控制系统不同控制过程之间的交互影响进行分析，以利于设计人员通过考察各输入对输出变量的影响程度，选取控制变量与被控量之间的最佳搭配。为了验证所提出方法的有效性，将其用于指导FACTS阻尼控制器的设计。数字仿真结果表明，利用该方法进行UPFC阻尼控制器附加回路的选取，能取得较满意的效果。     

基于相对增益矩阵和 Prony 技术的南方电网FACTS 和 HVDC 之间交互影响分析

高压直流输电(HVDC)及灵活交流输电(FACTS)装置因其优良特性被广泛应用于现代电网中,但是其实际应用时间较短,加之其控制器的复杂性,使得对大规模交直流混联电网中 FACTS 装置之间及 FACTS 装置与 HVDC 间的交互作用的研究不够成熟和完善.文中以定量分析南方电网中FACTS 装置之间以及 FACTS 装置与 HVDC 系统间的交互作用大小为目标,建立了含 FACTS 装置和 HVDC 系统的多机电力系统的线性化模型,并详细阐述了引入不同 FACTS装置及直流系统时,控制变量、输出变量的选择及对代数方程的处理.接着对南方电网进行等值,利用该线性化模型推导出等值系统的传递函数,利用 RGA 方法找出 FACTS 装置之间以及 FACTS 装置与 HVDC 系统间的交互作用的大小.最后通过大扰动下的 Prony 分析验证了 RGA 分析结果的正确性.     

SVC和STATCOM交互影响分析及单神经元控制器设计

建立了装有静止无功补偿器(SVC)和静止同步补偿器(STATCOM)的单机无穷大电力系统的扩展PhillipsHeffron模型，通过时域仿真验证了SVC和STATCOM多个控制器之间存在着负交互影响的可能性。针对负交互影响，对SVC和STATCOM设计了自适应单神经元控制器，并应用遗传算法对控制器参数进行优化，时域仿真结果表明，所设计的控制器能有效消除SVC和STATCOM多个控制器之间存在的负交互影响，提高系统的暂态稳定性。     

一类多静止无功补偿器阻尼控制器间的交互影响机理

随着电网中柔性交流输电系统(flexible AC transmission systems,FACTS)装置的增多,多FACTS同时运行时的交互影响研究成为热点之一。研究了多静止无功补偿器(static var compensator,SVC)阻尼控制中的交互影响现象及其作用机理。首先,基于时域仿真法提出了多台SVC装置控制器间存在的一类交互影响实例,进而基于多SVC机理分析的线性化模型和经典控制理论揭示了多SVC装置阻尼控制器间的交互作用机理,并提出了多SVC装置阻尼控制器的稳定分析判据,为多FACTS协调控制研究提供了重要参考。最后,使用两区四机系统算例和某实际电网进行了仿真分析,验证了研究结果的正确性。     

Adaptive algorithm for transmission line protection in the presence of UPFC

The presence of flexible ac transmission system (FACTS) controllers in transmission lines causes mal-operation of distance relays. The series-shunt FACTS devices have larger influence on the performance of the relays compare to the other FACTS controllers. Furthermore, high-resistance fault is another factor that relay become under-reach and cannot correctly identify the fault. In this paper, a method is provided based on synchrophasors to eliminate the effects of unified power-flow controller (UPFC) and fault resistance on the distance relay. In the presented method, the data of voltage and current signals of buses will be sent to system protection center (SPC). In SPC, an algorithm is provided based on active power calculation in buses which is able to eliminate the effects of both mentioned factors. The main advantage of the proposed method, in addition to the simplicity of the algorithm, is the ability to operate in all types of faults and in high-resistance faults. Furthermore, a technique is presented in this paper to calculate UPFC data. A comparison has been performed between this technique and another method where UPFC data is directly transmitted to SPC by communication channel. In modeling of UPFC, detail model is used based on 48-pulses voltage source converters.     

电站系统中PSS与SVC联合运行的稳定分析

针对电力系统装置相互协调运行问题,对配有PSS的励磁发电机与SVC联合运行的系统,分析了其数学模型,研究了电力系统稳定器(PSS)与静止无功补偿器(SVC)在工厂用电系统近距离联合运行中的交互影响问题,指出了在两者同时运行的情况下SVC控制器的设计需要考虑PSS放大倍数的影响。并提出了设计SVC的比例积分系数和PSS超前滞后环节以及线性二次高斯最优控制方法,动态特性仿真表明可以提高工厂用电系统SVC和PSS的稳定性。最后通过对系统仿真计算从而对理论方法进行了验证。     

电站系统中PSS与SVC联合运行的稳定分析

针对电力系统装置相互协调运行问题,对配有PSS的励磁发电机与SVC联合运行的系统,分析了其数学模型,研究了电力系统稳定器(PSS)与静止无功补偿器(SVC)在工厂用电系统近距离联合运行中的交互影响问题,指出了在两者同时运行的情况下SVC控制器的设计需要考虑PSS放大倍数的影响。并提出了设计SVC的比例积分系数和PSS超前滞后环节以及线性二次高斯最优控制方法,动态特性仿真表明可以提高工厂用电系统SVC和PSS的稳定性。最后通过对系统仿真计算从而对理论方法进行了验证。     

晶闸管投切电容的最佳编码方式与最优投切阈值的数学分析和应用

投切电容的编码方式和投切阈值关系到采用晶闸管投切电容(Thyristor-switched capacitor,TSC)的静止无功补偿装置的补偿效果与经济性.文章从运筹学的角度对电容的最佳编码方式进行了数学分析,验证了二进制编码方式是最佳的,从数列和实际经验出发,得到了电容最优投切阈值的实用计算公式,并根据投切电容的最佳编码方式和最优投切阈值设计了一台TSC型静止无功补偿装置,通过与一般TSC型无功补偿装置的补偿效果进行比较表明该装置的补偿效果更明显,从而验证了本文数学理论分析的正确性.     

静止同步补偿器的分相不对称控制

研究了在系统不对称情况下基于多重化结构的静止同步补偿器（STATCOM）的分相不对称控制,详细分析了δ－θ分相控制算法及其控制效果,并在此基础上提出了δ控制方法。通过对2种控制算法在谐波产生、最大负序补偿度等方面的分析表明,δ分相控制的总体控制效果估于δ－θ控制。仿真结果验证了理论分析的正确性。     

STATCOM在输电系统中的应用

文章介绍了静止同步补偿器（STATCOM）的技术原理,分析了STATCOM在输电系统中的作用,并对国内外输电系统中应用的大容量STATCOM工程进行了总结。以美国Sullivan变电站±100 Mvar STATCOM工程、英国East Claydon变电站±75 Mvar STATCOM工程为例,分别介绍了多重化结构和链式结构的STATCOM的技术特点及实现方式。最后对大容量STATCOM技术的发展趋势及其在我国输电网中的推广应用方式进行了分析。     

链式STATCOM的数学模型

数学模型的研究对于装置性能的研究、主电路参数设计和控制系统设计具有重要意义。该文通过傅立叶分解的方法，建立了链式STATCOM的数学模型。该模型正确反映了暂态过程中，基波电流有功分量、基波电流无功分量和电容电压平均值的变化规律。基于PSCAD的仿真验证了模型的正确性。该文还基于该模型讨论了链式STATCOM开环响应时间常数与主电路参数之间的关系。     

大容量链式STATCOM150Hz优化PWM控制策略的研究

正在研制的±50Mvar链式静止无功发生器(Cascade STATCOM)主开关管将采用集成门极换向晶闸管(IGCT),受其开关频率限制,主逆变器的调制方式选择范围有限.本文研究大容量链式STATCOM的150Hz优化脉宽调制策略,给出了150Hz优化PWM控制的基本算法及性能的理论分析.针对链式逆变器特有的直流电容电压不平衡问题,研究了脉冲循环换位机制在直流电容电压平衡控制方面的性能.在±18kvar链式STATCOM的原理样机上实现了本文设计的150Hz优化PWM控制,实验结果表明这种控制策略能够符合工程设计要求.     

静止无功补偿器非线性控制对系统功角稳定的影响

用直接反馈线性化控制理论，为SVC设计了电压型非线性控制器，提出纯电压型SVC控制器只能维持装设点电压，不能增加系统功角振荡的阻尼。对纯电压型SVC非线性控制器进行了改进，设计出了既有维持SVC装设点电压水平能力，又能显著增加系统功角振荡的阻尼，较为完善的信号调制型SVC综合非线性控制器。对输电线上装设SVC的单机无穷大系统进行了数字仿真，证明控制器具有良好的动态性能。所设计的两种控制器均实现了当地信号控制，并从理论上保证了控制器具有很好的鲁棒性。     

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。