TCIPC提高暂态稳定性的PI控制器设计

在研究可控相间功率控制器(Thyristor Controlled Interphase Power Controller,TCIPC)的基本结构和潮流控制原理基础上,建立了在dq0坐标下TCIPC支路电流、端口电压及控制的传输功率之间关系的数学模型;依据TCIPC功角特性说明了调节IPC电感支路参数可以控制联络线传输功率达到改善系统稳定性的机理;基于TCIPC的感抗参数与联络线传输功率的关系,以电流作为TCIPC晶闸管触发控制的同步信号,将感抗期望值作为该控制器的参考信号,设计了TCIPC触发角校正的PI定阻抗控制器;并搭建了带IPC简单系统模型进行仿真。仿真结果验证了该控制器的有效性,并说明通过对TCIPC感抗的控制,可以改善带IPC系统的暂态稳定性。     

提高系统稳定性的调谐型TCIPC非线性控制器设计

根据相间功率控制器(IPC)功率控制特性,通过对比调谐型IPC与非调谐型IPC调节功率的灵敏度,说明了调谐型IPC对联络线功率的调节能力比非调谐型IPC强。基于微分几何仿射非线性控制理论,推导出调谐型可控相间功率控制器(TCIPC)仿射非线性系统模型,并根据状态反馈精确线性化方法,设计了调谐型TCIPC非线性控制器。以单机无穷大系统中串入调谐型TCIPC为例进行仿真。结果表明:采用所提出的控制方法设计的调谐型TCIPC控制器,在系统发生大干扰后具有良好的阻尼性能,可以起到提高系统暂态稳定性的作用。     

基于参数协调的可控相间功率控制器调节特性研究

研究了可控相间功率控制器(TCIPC)的基本结构和数学模型,通过控制晶闸管触发角等效调节相间功率控制器的基本参数,从而协调输出功率,其中,通过控制晶闸管触发延迟角等效地改变电感支路的电抗参数,通过晶闸管控制投切不同组数的电容器等效地改变电容支路的电容参数.基于简化模型绘制出TCIPC功率P-Q运行曲线图,对参数协调下的TCIPC调节特性进行研究.以实例验证了由带TCIPC联络线进行交流弱联系的两侧电网在相位相对滑移时,可以通过协调TCIPC的等效参数控制联络线传输的功率,避免有功功率大幅波动,并保证端口的电压质量,有效地缓解了常规IPC可能出现的过电压问题.     

可控相间功率控制器(TCIPC)运行特性分析

研究了相间功率控制器IPC(Interphase Power Controller)基本结构和数学模型,通过晶闸管触发控制电感支路构成可控相间功率控制器(TCIPC),并将其应用于交流弱联系的互联电网中,推导了晶闸管触发延迟角与TCIPC参数以及两侧电网戴维南等值参数之间的关系,分析了计及两侧电网等值参数影响下的TCIPC运行特性.以东北-华北电网经带TCIPC的联络线交流弱联系为例,说明TCIPC对互联电网具有动态连续潮流控制能力.     

相间功率控制器改善暂态稳定性的研究

相间功率控制器(Interphase Power Controller,IPC)接入互联系统中对稳定性有一定的影响.基于IPC元件参数与功率之间的关系,通过简单系统的功角曲线分析了调节IPC元件参数改善系统暂态稳定性的机理.基于IPC的端口电压与电流的关系,说明IPC是电压控制的电流源,据此设计了功率和电流双回路可控相间功率控制器(Thyristor Controlled Interphase Power Controller,TCIPC)的控制系统.以电流作为TCIPC晶闸管的同步信号,将线路电流和有功功率的期望值作为IPC控制器的参考信号,设计了不完全微分PID控制模型.仿真结果表明:在系统发生扰动的情况下,通过设计的控制器能较好地调节TCIPC电感参数,从而有效地控制联络线的传输功率,改善带TCIPC互联系统的暂态稳定性.     

TCIPC提高系统稳定性的逆系统方法最优控制

可控相间功率控制器(TCIPC)对电力系统潮流控制,提高线路输送能力具有一定的作用,在研究可控相间功率控制器(TCIPC)基本原理的基础上,分析了电感、电容支路对带TCIPC联络线传输功率的控制特性,进行了TCIPC提高系统暂态稳定性的机理分析。基于逆系统方法,将含调谐型TCIPC的非线性电力系统线性化,构造出一个伪线性系统,并且依据线性二次型调节器(LQR)最优控制理论推导出TCIPC的非线性控制规律。搭建了带调谐型TCIPC的单机无穷大系统简化模型进行仿真。仿真结果验证了采用逆系统方法设计的控制策略可以在系统发生大干扰后具有良好的控制性能,能够达到提高电力系统暂态稳定性的作用。     

相间功率控制器改善暂态稳定性的研究

相间功率控制器（Interphase Power Controller,IPC）接入互联系统中对稳定性有一定的影响。基于IPC元件参数与功率之间的关系,通过简单系统的功角曲线分析了调节IPC元件参数改善系统暂态稳定性的机理。基于IPC的端口电压与电流的关系,说明IPC是电压控制的电流源,据此设计了功率和电流双回路可控相间功率控制器（Thyristor Controlled Interphase Power Controller,TCIPC）的控制系统。以电流作为TCIPC晶闸管的同步信号,将线路电流和有功功率的期望值作为IPC控制器的参考信号,设计了不完全微分PID控制模型。仿真结果表明：在系统发生扰动的情况下,通过设计的控制器能较好地调节TCIPC电感参数,从而有效地控制联络线的传输功率,改善带TCIPC互联系统的暂态稳定性。     

基于VSC的动态可控相间功率控制器改善系统暂态稳定性的研究

根据电压源换流器(VSC)和相间功率控制器(IPC)的基本工作原理及特性,以VSC代替IPC的移相环节,晶闸管控制电抗器(TCR)代替电感支路,晶闸管控制串联电容器(TCSC)代替电容支路,构建了动态可控的相间功率控制器(DCIPC);基于DCIPC的原理结构,建立了VSC注入电压与联络线传输功率的关系,对无IPC与带IPC的简单系统的功角特性曲线进行分析,说明DCIPC可以改善系统的暂态稳定性机理,确定提高系统稳定的参数可控制范围。针对VSC的移相环节,设计了直流电压外环、输出电流内环的比例-谐振(PR)控制器;搭建了带DCIPC的简化系统模型进行仿真。仿真结果验证了控制器的有效性,并说明通过控制DCIPC中VSC的注入电压,可以改善带DCIPC电力系统的暂态稳定性。     

相间功率控制器的潮流调控性能分析

通过分析相间功率控制器(IPC)的功角特性,提出了一种通过综合协调改变IPC参数和联络线两侧发电机组输出功率的联络线潮流和联络线两侧电网频率协调控制方案。分析比较了在不同扰动情况下调谐型IPC和非调谐型IPC 在控制联络线潮流和保持系统同步运行能力方面的区别,并根据东北-华北电网实际数据进行了仿真。仿真结果表明, 调谐型IPC稳定联络线潮流和保证联络线两侧电网同步运行的效果优于非调谐型IPC。     

相间功率控制器运行特性仿真分析

以具体的相间功率控制器(interphase power controller——IPC)的基本结构为基础,采用MATLAB动态仿真工具SIMULINK,以两个电网间只由一条带IPC的联络线进行弱连接为例,仿真分析了IPC的运行特性。从仿真结果可以看出:(1)正常运行通过开关投切不同组数的电容器和电感器,可以有效地改变联络线传输的潮流。(2)在系统受扰动的情况下,当联络线受端侧发生短路故障,IPC具有电压解耦,使两侧电网相互隔离的优良特性;而当发生断线故障时,却容易引起送端侧IPC入口处电压下降和IPC电     

可控相间功率控制器(TCIPC)运行特性分析

研究了相间功率控制器IPC(Interphase Power Controller)基本结构和数学模型,通过晶闸管触发控制电感支路构成可控相间功率控制器(TC IPC),并将其应用于交流弱联系的互联电网中,推导了晶闸管触发延迟角与TC IPC参数以及两侧电网戴维南等值参数之间的关系,分析了计及两侧电网等值参数影响下的TC IPC运行特性。以东北-华北电网经带TC IPC的联络线交流弱联系为例,说明TC IPC对互联电网具有动态连续潮流控制能力。     

A variable structure static phase shifting transformer for power system stabilization

A variable structure sliding mode control system for controlling a static phase shifter is developed. The static phase shifter aims at introducing voltage phase shift between the terminals of transmission line. The voltage phase shift is controlled by adding to the voltage of one end of transmission line a quadrature voltage component. The thyristor switches is used to regulate that quadrature component, whereupon, the phase shift is changed. A sample power system model used for digital simulation is linearzied to design the variable structure control algorithm. To validate the power and robustness of the proposed controller for enhancing power system stability, the studied power system is subjected to different disturbances such as tie line power, frequency or synchronous machine speed disturbances. The power system dynamic responses for the above disturbances prove the effectiveness and superiority of the variable structure control system in terms of fast damping response with less settling time.     

基于IPC模糊控制的互联电网联络线潮流控制研究

为了提高互联电网问联络线负荷的稳定性,提出了一种联络线传输功率和频率协调模糊控制方案。通过调节联络线两端发电机组对两侧电网频率差进行调整,调节相间功率控制器(IPC)元件参数调整联络线传输功率,对调节参数采用模糊逻辑控制。模拟通过IPC互联的东北-华北电网,对不同控制区域进行控制仿真。结果表明,在一侧发生小扰动时,另一侧电网和联络线功率几乎不受影响,在大扰动时,两侧系统能可靠实现同步运行。     

On-line utility tie power factor control

Large industrial operations with internal electrical generation capabilities and parallel utility ties have always worked to control watt and VAr flows across their tie lines. In today's economic climate, the ability to control tie line operation can significantly impact a facility's bottom line. In a power system expansion, Union Camp Corporation's Savannah pulp and paper mill installed a tie line power factor control system that has proven to be reliable and effective. It uses load tap changers on two pairs of utility tie transformers to maintain control within the guidelines of the utility contract. It is implemented by a programmable logic controller (PLC) and other nonproprietary hardware. An analysis of this project illustrates how this scheme can be implemented on simple or complex power systems     

基于WAMS的互联电网联络线定功率控制系统设计

随着全国联网和电力市场的逐步推进,迫切要求对互联系统间的联络线输送功率进行有效控制。选择发电机输出功率转移分布因子法（GSDF）做控制算法,设计了基于WAMS平台的联络线定功率控制系统及其实现方案。采用功能划分、线程分解、并行处理、存储静态参数库等方法,使系统实时在线应用成为可能。算例研究表明,算法具有较高的精度,功率调整方便快捷,为在线监视、调整、控制联络线潮流提出了广阔的工程应用前景。     

电力潮流灵活控制技术应用综述

统一潮流控制器(unified power flow controller,UPFC)、静止同步串联补偿器(static synchronous series compensator,SSSC)、可控串联补偿装置(thyristor controlled series compensation,TCSC)和移相器(phase-shifting transformer,PST)能够调节线路参数、灵活控制潮流变化,均已在国内外电网中实现工程应用,对均衡输电通道潮流、提升供电能力有重要作用。文中对UPFC、SSSC、TCSC和PST的理论研究和工程实践进行了综述。首先,分析了4种潮流控制装置的基本结构和控制原理,并介绍了国内外已投运工程的运行情况;其次,从结构、换流器技术、选址定容、控制策略、故障保护5个方面对潮流控制装置的关键技术研究现状进行概述;最后,展望了潮流控制装置在未来电网中的典型应用场景,并对潮流控制技术的研究方向进行了分析。     

两侧电网相位相对滑移时的相间功率控制器

研究了发生扰动时带相间功率控制器（IPC）联络线两侧电网间相位相对滑移和异步运行状态的问题。在揭示带IPC联络线电流“对侧占优”准则、论证相对滑移期间联络线电流能够得到有效控制的基础上，得出了对于带IPC联络线可以有条件地容许相位相对滑移与异步运行状态的结论，并指出纯交流条件下特殊形式的异步互联与直流异步互联有某种相似性。