浅谈电力系统的压电控制

对当前电力系统电压控制的设备及运行进行了比较全面的总结，指出了各种控制设备的优缺点及适用范围，并结合灵活交流输电技术(FACTS技术）的发展而出现的新型FACTS设备，提出了设备的分类。     

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.     

基于可控串补的故障限流器

研究了一种基于可控串补结构的故障限流器,可对电网进行功率控制并在故障时降低短路电流水平。该故障限流器主要由并联电容、并联电感、反并联晶闸管和与开关并联的串联电感构成。开关用于装置在串补和限流模式间进行切换,装置正常工作时运行于串补模式,故障时迅速切换到限流模式运行,有效限制短路电流。该装置在原有串补装置上改动较少,可为现有设备增加故障限流功能做参考。通过Matlab/Simulink软件对系统进行仿真研究,结果表明此装置能够控制功率并限制短路电流,是电力系统中可靠的保护和控制装置。     

基于RTDS的机电电磁暂态混合实时仿真及其在FACTS中的应用

深入研究了基于实时数字仿真器(RTDS)的混合仿真平台的实现方法,其中包括利用RTDS的自定义工具Component Builder(CBuilder)开发的机电暂态程序与接口模块,并选取了适用于该仿真平台的数据交换时序。提出了利用机电-电磁暂态混合仿真技术进行柔性交流输电系统(FACTS)研究的方法,并在RTDS上搭建有两个静止无功补偿器(SVC)控制母线电压的系统模型,对全系统进行全电磁实时仿真、机电-电磁混合实时仿真、对等值化简后的系统进行全电磁仿真,比较不同SVC组合控制下的仿真结果。验证了混合仿真系统的准确性,阐述了利用未等值大系统开展FACTS应用研究的必要性。可以预见,混合仿真技术在大系统的FACTS研究中具有良好的前景。     

A new configuration of two-level 48-pulse VSCs based STATCOM for voltage regulation

In this paper, a new configuration of STATCOM (Static Compensator) with constant DC link voltage is proposed for the voltage regulation. The proposed STATCOM consists of eight sets of two-level double-way Voltage Source Converters (VSCs). Each double-way VSC consists of two six-pulse VSCs connected through an open winding transformer unit. The phase-angle difference between these two VSCs is varied for the reactive power control. The proposed STATCOM model is developed using MATLAB/Simulink, SimPowerSystems (SPS) toolboxes and dynamic performance is studied for the change in the reference reactive power, the terminal voltage reference and voltage control under switching on an inductive and a capacitive loads. Simulation results are presented to demonstrate the voltage regulation capability of the STATCOM under these conditions.     

一种新型的统一潮流控制器

为了提高电力系统稳定性,统一潮流控制器UPFC的并联和串联部分应分别位于电压下降、潮流变化最明显的地方。本文将统一潮流控制器的串联部分和并联部分分离并延长它两之间的距离,这使UPFC串联和并联部分安装在不同地点提供了可能。用PSCAD软件搭建一个新型的统一潮流控制器模型。仿真结果显示,新型UPFC具有同样的控制功能,尽管其传输容量稍小,但是新型UPFC串并联部分分离的结构特点,使工程上UPFC的安装问题上更具灵活性,具有广阔的应用前景。     

互联电力系统低频振荡的广域Prony分析

基于广域测量系统及机电扰动的传播特性提出了低频振荡模式辨识新思想:在各供电区域选择一台发电机,在某一时刻同时在其机端施加一个小扰动,然后同时对每个区域的发电机电功率信号进行Prony分析,依据振荡的幅值可准确得出所有机电振荡模式.采用基于Prony分析的留数法可得到各发电机对振荡模式的参与程度.基于此提出低频振荡的广域Prony分析方案,由数据预处理、模型阶数选取、振荡模式分析、模式留数分析、预测分析等模块构成,可准确辨识出低频振荡所有模式、确定阻尼控制器的选取和PSS最优安装地点,同时可为电力系统的紧急控制提供必要的预测数据.     

同步相位与瞬时对称分量的检测新方法

电网不对称故障时,快速、准确地检测同步相位和对称分量,是基于电压源逆变器的灵活交流输电系统(FACTS)装置实现控制与保护的关键问题之一。在分析传统三相锁相环工作原理和负序分量影响锁相环(PLL)检测性能的基础上,设计了一种同步相位与对称分量的一体化实时检测新方法。该方法在正负序同步坐标系下采用电压前馈补偿实现对称分量的检测,用测得的基波正序电压q轴分量作为锁相环的输入,用锁相环的输出相位作为同步坐标变换的参考相位。并分析了该方法实现的机理,给出了检测电路的实现框图,同时进行了实验验证。结果表明,该方法既能在电网电压不对称时准确检测同步相位和对称分量,又能消除交流系统频率变化对检测同步相位和对称分量的影响。     

一种新型基于电流控制的静止无功发生器

为了研究新型的静止无功发生器,用电路理论中的替代定理,提出了一种基于电流控制的静止无功发生器(ASVG)的原理。该ASVG由一个二次侧"多绕组"变压器和IGBT逆变器构成,把变压器一次侧并联接入电网中,二次侧的每个绕组与一个IGBT逆变器连接,通过控制变压器二次侧电流和一次侧电压的相位差,使整个变压器对于电网等效成纯电抗或纯电容负载。理论分析了这种原理,并与现有ASVG比较后给出了一种具体实现方法。样机试验验证了基于电流控制的新型静止无功发生器原理的正确性及相对与传统静止无功发生器控制简单,谐波小的优点。     

Application of linearized power system model to selection of PST controller input signal

This paper presents a selection method for phase shift transformer PST controller input signal. Simple conditions of input signal selection are obtained using frequency response analysis. The proposed method requires a suitable modeling of power system including PST device. The two types of power system models described in this paper are the nonlinear equations system model and the linearized model. The linearized model is represented as a block diagram transfer function model and as a state space representation model. The block diagram model presented in this paper has been used for the PST feedback input signal selection. Five locally available measurements at the switching node of the PST are considered. The results of frequency domain tests have confirmed that the block diagram transfer function model is a useful tool for power system analysis. The LQR method is used to achieve the final verification and the choice of input control signal.