一种优化控制策略在基于电压源换流器的HVDC系统中的应用

文章阐述了基于电压源换流器(VSC)和脉冲宽度调制(PWM)技术的直流输电与传统的直流输电相比具有的诸多优点.在建立交/直流(AC/DC)并联输电系统模型基础上,提出一种优化控制策略,该控制策略将直流输电本身的控制与发电机励磁控制相综合,在系统发生故障时能同时稳定发电机和直流输电系统.还在相同的条件下对基于VSC的HVDC和传统的HVDC进行了仿真比较,仿真结果表明,在该优化控制策略指导下,前者在系统发生故障时体现了较好的阻尼特性,且该HVDC系统本身在该控制策略下也有较高的稳定性.     

直流输电对电力系统动态稳定性影响分析

研究了交直流混合系统中直流输电(HVDC)对系统动态稳定性的影响。在PSS/E仿真系统中搭建含Benchmark A1的交直流混合系统模型;针对HVDC的动态特性与直流控制策略密切相关的特点,以HVDC整流侧定电流-逆变侧定熄弧角为例,构建多机交直流系统的动态模型,并采用根轨迹法设计直流功率调制环节;借助模态分析方法和时域仿真研究直流功率调制对系统动态稳定性的影响。结果表明,合理的直流控制方式和功率调制策略可显著改善系统的动态稳定性。     

多馈入直流输电系统的辅助频率协调控制

在高压直流(HVDC)输电系统上加装辅助频率控制器具有显著的经济效益.首先阐述了HVDC功率调制的基本原理及辅助频率控制的实现方法,然后提出了一种基于PID控制的多回HVDC辅助频率协调控制器.采用一个3机2直流系统对该控制器进行了时域仿真计算.仿真结果表明,加装了辅助频率协调控制器的多回HVDC系统能在任一回HVDC输电线路两侧交流系统发生大扰动时,实现两侧系统间功率的相互紧急支援,显著改善了两侧交流系统频率特性.     

基于人工智能方法的高压直流阻尼调制研究

在对传统比例一积分（PI）控制所存在的问题进行剖析的基础上,对人工智能方法在高压直流阻尼调制中的研究现状进行了全面的综述。主要分析模糊控制以及神经网络控制在高压直流输电系统直流调制中的研究运用,指出目前各种直流输电控制策略研究所存在的问题并提出相应的解决方案。在此基础上,提出一种新型的在线神经网络自学习控制策略,并对其在直流阻尼调制中的运用前景进行了展望。     

利用电流固有频率的VSC-HVDC直流输电线路故障定位

电压源换流器型直流输电（voltage source converter HVDC,VSC．HVDC）线路故障暂态过程中具有相对于交流线路更强的固有频率信号。由于VSC．HVDC直流输电线路两侧并联大电容,在高频的固有频率下系统阻抗可等效为电容阻抗,其值很小,行波在系统侧近似为全反射,因此,VSC,HVDC直流输电线路的固有频率只与故障距离和波速度有关。据此,提出通过对单端电流运用Prony算法进行频谱分析,获取其固有频率进而实现直流输电电路故障定位的方法。仿真结果表明该方法可实现VSC—HVDC直流输电线路的快速、准确定位。     

现代控制技术在高压直流输电系统中的应用及其发展

直流输电系统HVDC(High Voltage Direct-Current Power Transmission)的控制问题对电力系统的安全稳定运行具有深远的影响,但其系统本身所具有的强非线性特性,需要先进的控制技术以提高系统的性能.在总结传统控制策略的基础上,综述了现代控制技术在高压直流输电系统中的应用研究现状,分析了各种控制算法在直流输电系统中应用优势和缺陷.针对多馈入直流输电系统出现后面临的更为复杂的问题,如直流系统间的电磁耦合关系、系统内部的协调优化问题等,给出今后发展的趋势和需要关注的问题.     

基于RAFL非线性系统控制的研究及在HVDC系统中的应用

研究非线性系统的控制问题具有重要的理论意义和实用价值。高压直流输电系统(简称HVDC系统)是典型非线性系统,HVDC系统是高度可控的,其中控制系统是直流输电技术的核心。HVDC系统能否正常运行与其基本控制器的性能息息相关。论文对鲁棒近似反馈线性化控制方法进行了研究,研究结果解决了一类非线性系统的控制问题,同时应用到HVDC系统中,并设计了相应的控制器。     

现代控制技术在高压直流输电系统中的应用及其发展

直流输电系统HVDC(H igh Voltage D irect-Current Power Transm ission)的控制问题对电力系统的安全稳定运行具有深远的影响,但其系统本身所具有的强非线性特性,需要先进的控制技术以提高系统的性能。在总结传统控制策略的基础上,综述了现代控制技术在高压直流输电系统中的应用研究现状,分析了各种控制算法在直流输电系统中应用优势和缺陷。针对多馈入直流输电系统出现后面临的更为复杂的问题,如直流系统间的电磁耦合关系、系统内部的协调优化问题等,给出今后发展的趋势和需要关注的问题。     

基于RAFL非线性系统控制的研究及在HVDC系统中的应用

研究非线性系统的控制问题具有重要的理论意义和实用价值.高压直流输电系统(简称HVDC 系统)是典型非线性系统,HVDC系统是高度可控的,其中控制系统是直流输电技术的核心.HVDC系统能否正常运行与其基本控制器的性能息息相关.论文对鲁棒近似反馈线性化控制方法进行了研究,研究结果解决了-类非线性系统的控制问题,同时应用到HVDC系统中,并设计了相应的控制器.     

南方电网多直流调制控制的交互影响与协调

受限于现有的小扰动分析软件无法对高压直流输电系统(HVDC)控制回路建模,直流控制器的分析和设计严重依赖于时域仿真,无法获得对于控制器性能的机理性认识.文中利用NETOMAC仿真软件中NEVA的自定义控制器功能,定义了新的HVDC控制回路模型.利用根轨迹技术,分析了2008年度南方电网3回直流调制采用广域信号反馈控制时各自的不同性能,发现了由于HVDC调制引发的模态谐振现象,这种现象的存在使得直流调制控制的阻尼效果被削弱.最后,提出一种利用多直流协调控制消除模态谐振的方案,并通过NETOMAC的时域仿真加以验证.     

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。     

基于逆变侧定电压控制的HVDC系统稳态和暂态响应特性研究

为测试逆变侧采用定电压控制和定关断角控制对直流输电系统稳态和暂态性能的影响,在CIGRE高压直流标准测试模型原有控制系统中增加了定电压控制模块,即整流侧采用定电流控制,逆变侧采用定电压、定电流和定关断角控制相互配合的控制方式。在PSCAD/EMTDC仿真平台中对其整流侧和逆变侧三相短路故障下的控制器特性进行了稳态及暂态仿真分析,并与相应的CIGRE标准模型暂态响应特性进行了对比。结果表明逆变侧增加定电压控制方式能够提高直流输电系统在交流故障扰动下的性能,减少换相失败的发生几率。     

基于最优变目标的HVDC与SVC非线性综合协调控制

直流功率调制能有效地提高交直流系统的稳定性,但同时直流换流站也要消耗大量的无功,影响交流系统的电压稳定。为此,提出了基于最优变目标的HVDC与SVC综合控制策略,通过直流功率调制改善系统稳定性的同时,利用SVC来对直流逆变侧进行无功补偿,使逆变侧电压更具稳定性。首先建立了交直流混合系统中HVDC与SVC的综合控制模型,在此基础上,推导出基于最优变目标的控制理论的HVDC与SVC非线性综合控制策略。仿真结果表明,以该控制策略设计的控制器能有效地提高系统阻尼,改善逆变侧交流母线电压特性。     

计及风电高频保护的送端电网多直流协同频率控制

为解决中国能源与负荷逆向分布问题,大量高压直流输电工程正在建设或已经投运。针对送端电网中可能发生的直流闭锁导致的高频事件,计及风电机组的高频保护约束,研究了进行多回直流协同控制从而抑制电网频率偏移的方法,提出了以各健全直流总功率调制量最小为目标的多直流协同频率控制模型,通过一阶差分近似求解系统最大频率偏移相对于各受控直流功率的灵敏度,优化求解多直流协同频率控制策略。并进一步以某含高比例风电的送端电网为例,验证该方法在送端电网频率控制策略整定中的有效性。     

考虑频变参数和直流控制的直流输电系统线路故障解析

提出了考虑频变参数和直流控制的直流输电系统线路故障时域解析方法,为直流线路故障分析与故障检测提供了解析基础和实用工具。首先,建立了直流输电系统线路故障的复频域模型,推导了故障电气量的复频域表达式。继而,根据故障行波沿直流线路的传播规律,提出了频变参数的惯性等值模型;根据直流线路故障后直流控制系统的动作规律,提出了直流控制的比例—积分等值模型。进一步,基于频变参数和直流控制等值模型,对复频域故障电气量进行拉氏反变换得到时域表达式,并对解析结果与EMTDC仿真结果进行比较,相关结果验证了所提出的解析方法的有效性。最后,探讨了故障解析可能的工程应用场景,以直流线路行波保护为例进行了具体分析,分析结果表明故障解析具有良好的工程应用价值。     

多端直流输电系统中的直流功率调制技术

与常规的双端直流输电系统相比，基于直流功率调制技术的多端直流输电系统能更灵活地向所连接的交流系统提供快速的紧急功率支持，改善交流系统的稳定性。文章对其中一端为弱交流系统的4端直流输电系统运用PSCAD/ EMTDC仿真软件研究了多端直流输电系统的功率调制技术，提出了该系统的仿真模型及其复合控制策略。仿真结果表明，所连接交流系统的强度、各换流站的控制策略和直流系统电流平衡原则的选取会极大地影响直流功率调制的性能，多端直流输电系统比常规的双端直流输电系统能更灵活地运用直流功率调制技术，进而有效地提高所连接交流系统的稳定性。     

高压直流输电系统的谐波分析方法综述

分析了用于高电压直流输电(HVDC)系统谐波分析的比较典型和有效的若干方法,如统一基波和特征谐波潮流算法、调制理论、谐波域分析法等,总结了它们的基本原理、实现算法、应用范围及各自的特点,指出了对换流器建模时需要注意的特殊问题,介绍了HVDC系统多谐波源谐波分析的调制迭代谐波分析法及周期时间序列分析法,并对HVDC系统谐波分析以后的发展方向作出展望。