扩展c1～c12模型及SVC阻尼特性再认识

基于扩展Phillips-Heffron k1～k6模型的研究认为静止无功补偿器(SVC)在有功轻载工况下可能向电力系统提供负阻尼.为更加全面地认识SVC的阻尼作用,建立了考虑发电机阻尼绕组作用的单机一SVC一无穷大系统线性化直观模型(扩展c1～c12模型).基于该模型,给出了SVC提供的阻尼转矩解析式,分析了不同工况和自动电压调节器(AVR)增益下的SVC阻尼特性.研究认为,SVC的阻尼作用随有功负荷的增大而增大,随AVR增益的增大而减小,在有功轻载且AVR高增益时SVC阻尼作用最弱,但不会向系统提供负阻尼,不存在所谓的"阻尼失灵点",这深化了关于SVC阻尼特性的认识.大扰动下的系统非线性仿真验证了上述结论.     

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。     

SVC电压稳定控制和抑制低频振荡交互影响研究

静止无功补偿器(SVC)可以提供电压支持,提高系统电压稳定性,其附加阻尼控制又可以改善系统的阻尼状态,抑制低频振荡,这2种功能之间可能存在一定的相互作用。理论分析了单机无穷大系统中SVC的电压控制与阻尼控制的相互作用,研究表明SVC的阻尼控制与电压控制存在矛盾,增强系统阻尼振荡的能力将会牺牲电压品质。在二区域四机系统中进行仿真,验证了SVC加入附加控制器后有效提高系统阻尼比,但电压稳定性变差,此结果与理论分析相一致。     

基于PSO的SVC附加阻尼控制器参数优化设计

提出了1种静止无功补偿器SVC附加阻尼控制器的PSO优化设计方法,建立了含SVC多机系统的类似单机无穷大Phillips-Heffron模型,并结合粒子群算法PSO,对SVC附加阻尼控制器的相关参数进行了优化设计。该方法以最优控制原理为基础,综合考虑了SVC附加阻尼控制器与励磁系统的性能,将控制器的参数设计转化为带有不等式约束的优化问题。此外,通过Matlab/Simulink搭建了2机测试系统,进行了仿真验证。仿真结果表明,当系统遭遇不同的故障和扰动时,所设计的SVC附加阻尼控制器均能很好地抑制系统低频振荡,提高系统的暂态稳定性。     

考虑时滞影响的SVC广域附加阻尼控制器设计

本文提出了考虑时滞影响的静止无功补偿器(SVC)广域附加阻尼控制器的设计方法。以含有SVC的新英格兰电力系统为例,通过几何可控/可观度分析选择SVC的附加阻尼控制器的广域输入信号,采用留数法计算得出了其时滞补偿参数,随后采用时滞稳定性判据分析了含有SVC常规附加阻尼控制器的增益与闭环电力系统的时滞稳定裕度的关系,最后根据时滞稳定裕度结果确定了SVC附加阻尼控制器的增益。仿真结果表明,考虑时滞影响的SVC附加阻尼控制器既能够提高系统的阻尼特性,又具有一定的时滞鲁棒性。     

SVC抑制电力系统低频振荡的分析

分析了静止无功补偿器(SVC)附加控制(功率振荡阻尼控制)的原理,建立了带和不带附加控制的SVC模型,研究了SVC附加控制抑制低频振荡。小干扰频域及大扰动时域仿真表明,带附加控制的SVC一定程度上能增强系统的阻尼。     

SVC电压控制与阻尼调节间相互作用机理研究

通过对含静止无功补偿器(static var compensator,SVC)的单机无穷大(single machine infinite-bus,SIMB)系统进行电磁转矩计算,从理论上分析SVC的电压控制和阻尼调节之间的相互作用关系,既要保证同时为系统提供正的同步转矩和阻尼转矩,电压控制增益和阻尼控制增益的取值需满足一定的限制关系。通过对PSASP中36节点系统进行特征值分析,从广义阻尼的角度分析SVC控制参数对系统阻尼的影响。分析结果表明,电压控制增益和时间常数可改变系统的总阻尼,阻尼控制增益只能对系统的阻尼特性进行重新配置,从而改善系统的弱阻尼区间振荡模式。仿真验证了上述结论的有效性。     

SVC抑制电力系统低频振荡的分析

分析了静止无功补偿器(SVC)附加控制(功率振荡阻尼控制)的原理,建立了带和不带附加控制的SVC模型.研究了SVC附加控制抑制低频振荡.小干扰频域及大扰动时域仿真表明,带附加控制的SVC一定程度上能增强系统的阻尼.     

含SVC串补系统的次同步谐振实用阻尼算式

复转矩系数法作为一种经典的次同步谐振分析方法,将其归结为系统在固有扭振频附近出现负阻尼。但该方法建模和计算过于复杂,也无法直观给出阻尼来源。在复转矩系数法的基础上推导了含SVC串补系统的实用阻尼算式,将系统阻尼与次同步等效阻抗联系起来,保留了系统特性并简化了计算。通过与特征值和仿真结果的对比验证了该算式的有效性,并利用该算式分析了SVC容量和接入位置对次同步谐振频率的影响。该算式有助于简单快速地判断含SVC串补系统的次同步谐振危险,确定SVC容量和接入位置,并指导相应控制措施的研究。     

静止无功补偿器对发电机组次同步振荡特性的影响

采用基于时域仿真实现的复转矩系数法，对与静止无功补偿器SVC相联接的同步发电机组的次同步振荡特性进行了较深入地研究。研究过程中，以IEEE次同步谐振第一标准测试系统和TCR TSC型SVC为对象，通过改变测试系统和SVC的某些重要参数，分析发电机组电气阻尼的变化情况，得出了一些重要结果。     

SVC广域辅助控制阻尼区域间低频振荡

SVC已经广泛应用于电力系统的无功支持和电压控制,广域测量系统在国内外也已有许多工程应用.本文利用广域测量信号为输入设计SVC的附加阻尼控制(PSDC).首先阐述了SVC提供阻尼的机理,然后提出了综合留数指标的概念,并据此选择具体的控制输入信号;接着基于测试信号法和留数根轨迹方法相结合进行PSDC的参数设计;并利用PSS/E进行了特征值分析和时域仿真分析验证了所设计的附加阻尼控制器的有效性.最后针对国内某实际电网外送工程中安装的SVC设计了相应的阻尼控制器,时域仿真证明了SVC广域附加阻尼控制的有效性.     

SVC综合非线性控制器在交直流混合系统中的应用

该文给出了采用实用信号调制的SVC综合非线性控制器，对SVC在交直流混合系统中的应用进行了数字仿真研究，比较了SVC不调节时、采用常规电压调节时、采用电压型非线性控制时和采用信号调制型非线性控制时的不同控制效果。研究表明，信号调制型SVC综合非线性控制器，能够给系统提供较强的阻尼，从而提高了整个交直流混合系统的暂态稳定性。     

伊敏—大庆500 kV系统采用SVC提高稳定水平的研究

在简述SVC对提高电力系统静态稳定和暂态稳定的原理后，分析了SVC对电力系统静态稳定和 暂态稳 定的影响，阐述了SVC提高线路有功输送能力及阻尼功率振荡的原理，并结合伊敏—大庆500 k V系统稳定性的特点，通过仿真计算定量地分析了该系统采用SVC后对静稳极限和暂稳极限的 提 高。在计算中对采用不同的发电机模型、负荷模型和选择不同的安装地点及控制信号地点 进行了比较研究。     

增强系统阻尼并保证电压精度的SVC非线性控制器

提出了一种SVC的非线性控制方法,综合利用了直接反馈线性化、内模控制 和LQ最优控制技术,不但可以在 系统振荡时有效地向系统提供阻尼,而且 稳态时可以使SVC接入点的电压在网络参数变化后仍能达到所需的 精度。对单机 -无穷大系统的数字仿真表明,该控制器可有效地阻尼系统振荡并保证电压 控制精度。     

SVC与STATCOM在大容量输电通道上的应用比较

静止无功补偿器( SVC) 和静止同步补偿器( STATCOM) 都是无功补偿的重要装置,在故障下的电压支撑、提高暂态稳定极限、阻尼功率振荡等方面对两者进行分析比较。仿真指出在输电通道上安装大容量无功补偿装置,单个节点上安装SVC和STATCOM对维持节点电压的能力一般,STATCOM好于SVC;在提高暂稳极限方面,STATCOM的效果好于SVC;在增强系统阻尼效果上,同容量的STATCOM明显优于SVC,同调节范围时两者阻尼控制效果基本一致;STATCOM响应速度高于SVC,但响应速度对控制效果影响不大。     

SVC接入位置对次同步振荡的影响机理与SVC控制策略研究

当前研究静止无功补偿器(static var compensator,SVC)抑制次同步振荡,大多将其接入机端或升压变高压侧,并仅考虑阻尼控制作用,对其它接入位置和电压调节的探讨不多,控制器的设计也不够简便。文中基于系统的dq轴数学模型,简化复转矩系数的计算,得到较精确的含SVC串补系统的电磁转矩表达式。利用该式分析SVC附加阻尼的机理以及与接入位置的关系,指出接入线路中点能使SVC在谐振频附近提供更多正阻尼。同时分析SVC电压控制对次同步振荡的影响,指出电压控制的传递函数很可能会增大各扭振频下的附加阻尼相位差。对此提出一种基于相位补偿法的PID控制设计,参数整定简单快速,既可以维持系统电压水平和提高线路传输能力,也可有效抑制系统次同步振荡。特征值计算和时域仿真都证明了分析结果的正确性。     

SVC与STATCOM在大容量输电通道上的应用比较

静止无功补偿器( SVC) 和静止同步补偿器( STATCOM) 都是无功补偿的重要装置,在故障下的电压支撑、提高暂态稳定极限、阻尼功率振荡等方面对两者进行分析比较.仿真指出在输电通道上安装大容量无功补偿装置,单个节点上安装SVC和STATCOM对维持节点电压的能力一般,STATCOM好于SVC;在提高暂稳极限方面,STATCOM的效果好于SVC;在增强系统阻尼效果上,同容量的STATCOM明显优于SVC,同调节范围时两者阻尼控制效果基本一致;STATCOM响应速度高于SVC,但响应速度对控制效果影响不大.     

发电机和并联补偿对电压小扰动稳定性的影响

利用非线性动力系统分岔理论,研究了发电机各种动态环节对系统电压小扰动稳定性(SSVS)的影响,表明励磁系统对SSVS影响显著,且当计及励磁系统的某些非线性环节(如励磁电压限值)后,可能会完全改变系统的失稳方式;讨论了并联补偿电容器组与慢速励磁系统之间相互作用而产生的负阻尼现象及其规律,这种负阻尼会显著降低系统的传输功率极限,运行中应尽量避免。提出了用合理配置SVC来降低这种负阻尼现象的方法,并讨论了SVC参数的选择和配置。     

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。     

电力系统阻尼控制机理与特性

基于单机-无穷大电力系统,采用等面积定则分析电力系统阻尼控制机理。对电力系统稳定器（PSS）、静止无功补偿器（SVC）、晶闸管控制的串联电容器（TCSC）和高压直流（HVDC）的附加阻尼控制器的运行特性进行总结。对如何利用电网中各种阻尼资源以提高抑制系统区间振荡的能力进行讨论。当系统中已安装的PSS不能有效阻尼区间振荡时,可优先考虑利用HVDC的附加阻尼调制来增强阻尼。此外,可考虑柔性交流输电系统（FACTS）的附加阻尼控制,并认为TCSC抑制区间振荡的效果一般优于SVC。在四机两区域电力系统中的仿真分析结果验证了结论的合理性。