基于广域测量信息和直流功率支援的低频振荡抑制方法

利用直流系统输送功率快速可控的特点,可以通过直流功率调制来改变交流联络线的潮流,起到抑制低频振荡的作用。文中分别从直流线路选择、功率支援时机、支援量三方面研究了直流功率支援抑制低频振荡的关键技术。采用广域动态信息识别主导振荡模式,采用广域稳态信息计算主导发电机输出功率转移分布因子、直流功率传输转移分布因子和直流控制敏感因子,根据该敏感因子的大小来选择实施功率支援的直流线路,以南方电网为例验证了该方法的正确性和有效性。通过理论分析和时域仿真,得出功率支援的最佳时机是在功角正向摆动的起始时刻,功率支援量较少时对低频振荡的抑制作用不明显,而支援量较大时则会引起反相振荡。最后提出定功率控制模式和定电流控制模式对于功率提升抑制低频振荡效果影响不大。     

基于系统暂态能量函数及直流灵敏度排序的多直流调制协调策略

超低频振荡是异步联网后送端电网出现的频率稳定新问题。水电机组提供负阻尼是超低频振荡产生的直接原因,而直流调制是抑制系统频率振荡的有效手段。该文根据暂态能量函数,计及直流调制量限制,从能量的角度分析直流调制抑制系统振荡的条件;并定义机组能量参与权重,推导实际系统中某一振荡模式下暂态振荡能量的计算公式;然后基于子空间模型辨识的方法,计算模式可控矩阵,由直流调制灵敏度形成直流调制顺序表;最后由系统暂态振荡能量及直流调制顺序表,确定参与调制的直流,以此对系统进行状态空间辨识,并结合一种新的改进粒子群算法(particleswarm optimization,PSO),对参与调制的直流参数进行优化,实现对系统频率振荡的有效抑制。     

基于振荡暂态能量下降的VSC-HVDC双侧模糊无功阻尼控制器设计

目前柔性直流输电系统中低频振荡阻尼控制主要是利用柔性直流的有功功率进行调制。为不影响柔性直流输送的直流功率并充分利用换流站的调制能力,基于振荡能量下降原理提出一种同时利用柔性直流整流侧和逆变侧无功抑制低频振荡的阻尼控制器设计方法。首先推导出无功控制规律,依据此规律采用模糊逻辑方法设计出双侧模糊无功阻尼控制器。在控制器设计过程中,无需对系统进行辨识,因此控制器不依赖于系统特定运行状态对应的精确模型,具有较强的鲁棒性。最后,设计传统极点配置阻尼控制器进行对比。仿真结果表明,基于文中方法设计的双侧模糊无功阻尼控制器能有效抑制系统低频振荡,鲁棒性好,而且无需专门的参数协调方法也能达到两侧控制器协调输出的效果,严重故障时能充分利用2个换流站的调制能力。     

基于EMD-Prony的双侧频差直流调制地点选择

对于多直流的交直流混联系统,直流调制可作为区间低频振荡的一种有效抑制措施,同时直流调制器的安装地点选择也迎来了新的课题研究。提出了基于扩展等面积法则EEAC(extended equal area criterion)的低频振荡主导模式识别方法,并基于此给出一种简化的在线求取主导模式下的机组归一化参与因子方法;应用多直流控制敏感点识别策略,通过经验模态分解的普罗尼EMD-Prony(empirical mode decomposition-Prony)辨识各直流线整流侧和逆变侧瞬时冲击下的发电机加权功角曲线,得到各主导模式对应的各直流线整流侧和逆变侧的控制敏感因子,在各直流线的换流站加双侧频差直流调制,调制器的参数采用传递函数辨识和极点配置法相结合进行整定。算例仿真验证了所提方法的有效性。     

直流功率调制在交直流系统中抑制低频振荡的研究

随着电网规模的不断扩大,高压直流输电在远距离、大容量的输电中具有明显优势,已成为电网的重要组成部分。该文以交直流多区域互联系统中区域间低频振荡问题为研究对象。以具有交直流并行联络线的四机两区域系统为模型,采用Prony分析法和时域仿真方法,利用直流功率调制技术对低频振荡现象进行研究。仿真表明,直流功率调制可以增强系统的阻尼,抑制电网区域间的功率振荡,而且可以提高交直互联系统的暂态稳定性。     

基于端口供给功率的低频振荡强相关机组识别方法

提出了一种基于调速通道端口供给功率的电力系统低频振荡主导振荡模式强相关机组识别方法。利用系统线性化模型,揭示了一般二次型能量函数和参与因子之间存在的密切联系。利用由能量函数演变而来且具有分散化特性的端口供给功率,在电力系统经典模型下,从理论上推导出了单一主导振荡模式下调速通道端口供给功率周期分量瞬时幅值分布和参与因子分布相同的结论。以此为基础,提出一种使用端口供给功率周期分量瞬时幅值分布在线识别低频振荡主导振荡模式强相关机组的方法。最后,在电力系统一般模型下,通过仿真验证了上述方法的有效性。     

基于能量时空分布熵的低频振荡类型判别方法

电力系统发生低频振荡时,准确判断振荡类型对确定振荡起因和采取抑制措施至关重要。将低频振荡细分为局部振荡、区间振荡和局部—区间耦合振荡,并从熵的基本原理出发,结合不同类型低频振荡的振荡能量时空分布特性,提出基于能量分布熵的低频振荡类型判别依据。首先利用Prony分解提取主导振荡模式的电气量数据,计算各机组振荡能量并且得到振荡能量空间分布熵和标幺化标准差分类指标,然后通过增加滑动窗的方式动态反映振荡能量随时间的变化态势,对结果进行曲线拟合显示不同类型振荡能量时空分布规律,利用熵差综合分类判据对低频振荡类型加以区分。通过华北电网不同类型低频振荡仿真计算,验证了所述方法的有效性。     

直流调制对电网区间低频振荡的抑制作用

随着电网规模的不断扩大,区域间低频振荡已成为危及电网安全稳定运行的主要问题之一。以国内某大型交直流并行电网为算例,采用基于隐式重启动Arnoldi算法IRA（implicitly restarted arnoldi）编制的SSAP软件,结合Prony模式辨识方法,对该系统进行小干扰稳定分析,找出存在的弱阻尼区间振荡模式。采用整流侧的直流功率调制和逆变侧的熄弧角调制来阻尼并行交流线路上的区间低频振荡。特征值计算结果表明,通过合理地配置直流附加控制器参数,直流调制可以有效改善系统阻尼,增加系统动态稳定性,     

非并联运行交直流系统直流调制原理及附加控制器设计

针对交直流非并联运行的系统结构,首先理论推导了该结构下利用直流功率调制抑制交流系统低频振荡的机理,并给出了影响直流调制效果的关键因素;然后引入扩展留数比指标作为直流附加控制器输入信号选择依据,采用测试信号法对系统进行小干扰稳定分析和扩展留数比计算,按照补偿留数相位的方法对直流附加控制器参数进行整定;最后通过测试算例和西北电网实际工程算例仿真验证了所设计的直流附加控制器能够有效阻尼非并联运行交直流系统的区域间功率振荡。     

直流阻尼调制在大规模交直流电网中的作用

采用一种暂态能量函数,剖析直流阻尼调制抑制低频振荡的机理。基于留数,指出制约直流调制效果的关键因素,对直流调制在交直流电力系统中的运行特性进行分析,认为采用广域信号可以提高直流调制对区间振荡的抑制效果。以我国第1个交直流混合电网——南方电网为背景,验证理论分析的正确性。在此基础上,对直流阻尼调制在大规模交直流电网中的作用进行总结。