基于转矩面积的UPFC稳定控制器优化设计

通过推导统一潮流控制器(UPFC)稳定控制器的状态方程,分析了UPFC稳定控制器对同步发电机电磁转矩的影响。同步发电机的同步转矩分量和阻尼转矩分量是影响电力系统稳定性最直接的因素。考虑到利用UPFC稳定控制器提高系统阻尼转矩时有可能会恶化系统的同步转矩,文中利用转矩面积对UPFC稳定控制器进行了优化设计,较大的转矩面积可以确保同步发电机同时拥有足够的同步转矩和阻尼转矩。优化后的UPFC稳定控制器在提高系统阻尼转矩的同时,改善了系统的同步转矩,从而有效提高系统的稳定水平。最后给出一个算例进行验证,EMTDC的仿真结果证实了该方法的有效性。     

基于电气阻尼计算的STATCOM次同步振荡控制器设计

文中提出了一种基于电气阻尼计算的STATCOM对次同步振荡的策略。首先推导了含STATCOM系统的简化电磁转矩和电气阻尼表达式,分析了STATCOM及其电压控制等对系统电气阻尼的影响。指出STATCOM的电压控制等可能会复杂化扭振频下的阻尼特性,给STATCOM的控制器设计带来困难。为此考虑各扭振频率的影响,以阻尼计算得到的补偿相位综合最优为目标,将控制器参数设计转化成一个优化问题并用遗传算法求解。最后用特征值计算和电磁暂态时域仿真验证了所设计控制器的有效性。     

基于Prony辨识的STATCOM附加次同步阻尼控制器设计

静止同步补偿器(STATCOM)具有强大的无功支撑和电压控制能力,利用其附加阻尼控制可以在稳定接入点电压的同时可抑制其接入引起的振荡以及系统中出现的次同步谐振(SSR)。通过对系统时域仿真数据的Prony辨识,得到STATCOM定电压控制系统参考电压到发电机转速偏差的等效传递函数;辨识出系统的振荡模态及其特征信息。在此基础上,采用状态反馈的极点配置技术设计了STATCOM附加次同步阻尼控制器(SSDC)。在IEEE次同步谐振第一标准测试系统上,利用PSCAD/EMTDC进行仿真实验,验证了Prony辨识方法用于STATCOM阻尼控制器设计的可行性和所设计的阻尼控制器的有效性。     

±20 Mvar STATCOM控制器设计

介绍了±20 Mvar STATCOM控制器的特点、功能,并较详细地介绍了基于DSP的高精度脉冲发生器、主控制器及控制算法的具体实现方法,指出了STATCOM控制器设计时应该注意的关键技术问题。±20 Mvar STATCOM现场实验结果表明,所设计的控制器具有良好的性能。对各种FACTS装置控制器设计具有较大的参考价值。     

用于风电场无功补偿的STATCOM分数阶控制器设计

针对静止同步补偿器STATCOM的双闭环控制系统设计了分数阶PIλ控制方案,以加快系统响应性能和提高系统鲁棒性。采用遗传算法对分数阶PIλ控制器参数进行优化整定,解决了分数阶PIλ控制器参数整定困难的问题,将该种控制方案应用于基于STATCOM的风电场无功补偿电压控制中,以改善风电场电压稳定性。仿真结果表明,STATCOM能够有效地为系统提供无功支撑,抑制由于风速的随机性和波动性导致的风电场电压波动,提高了风电场的安全稳定运行能力,STATCOM控制系统控制性能得到有效提高。     

STATCOM多信号稳定控制器

静止同步补偿器(STATCOM)的主要功能是电压控制,通过在STATCOM加入稳定控制器,则可以阻尼系统功率振荡.在推导出带稳定控制的STATCOM动态方程后,用五阶状态方程描述STATCOM的动态特性.再利用系统状态方程的信息寻找能提高系统阻尼的STATCOM,进一步分析系统中有效的阻尼信号,设计多信号稳定控制器加于STATCOM中以增强系统阻尼.最后,给出一个算例进行验证,算例的特征值分析表明了多信号稳定控制器的有效性,算例的EMTDC时域分析所得的系统参数响应也同时证明了多信号稳定控制器的控制效果.     

广域阻尼控制器和STATCOM控制器协调设计

为了改善互联电力系统阻尼,研究了广域阻尼控制器和静止同步补偿器(STATCOM)的控制器参数全局优化方法.首先介绍了广域阻尼控制器和STATCOM及其控制器数学模型,然后描述了改进的细菌觅食优化(BFO)算法.用Matlab编程,按BFO方法优化控制器参数以使ITSE型适应度值最小.适应度值是通过解电力系统微分-代数方...     

广域阻尼控制器和STATCOM控制器协调设计

为了改善互联电力系统阻尼,研究了广域阻尼控制器和静止同步补偿器(STATCOM)的控制器参数全局优化方法.首先介绍了广域阻尼控制器和STATCOM及其控制器数学模型,然后描述了改进的细菌觅食优化(BFO)算法.用Matlab编程,按BFO方法优化控制器参数以使ITSE型适应度值最小.适应度值是通过解电力系统微分-代数方程求得.10机39母线新英格兰系统被用于测试协调设计方法.仿真测试表明,广域阻尼控制器和STATCOM控制器的协调设计能增强电力系统动态稳定性.     

静止同步串联补偿器附加阻尼控制器设计方法

为了提高静止同步串联补偿器抑制阻尼振荡能力,从装置参数方面研究了阻尼控制器设计方法,并设计了控制器结构。在对补偿器工作机理的研究基础上,分析SSSC对系统电磁转矩的贡献,量化地得出补偿器控制器参数对系统阻尼转矩影响的数学模型,以此来指导补偿器附加阻尼控制器的设计。原理分析表明补偿器直流电压控制与注入交流电压控制对系统阻尼转矩的作用是相反的。通过相位补偿法设计了补偿器的附加阻尼控制器,仿真分析证明了所设计的控制器在补偿器的任何投入方式下都具有适应性和有效性。     

含STATCOM的不同阻尼控制器对次同步振荡抑制的影响

电力系统输电过程中有一定概率产生次同步振荡(subsynchronous oscillation,SSO),这种振荡极易造成汽轮发电机组的大轴损毁,准确分析系统的次同步振荡特性对其防止和抑制有重要意义。研究了静止同步补偿器(STATCOM)的基本结构以及抑制SSO的基本方法,根据不同滤波器设计对次同步阻尼控制器的抑制效果不同,设计了3种次同步阻尼控制器。其中,提出一种新的控制器设计方法,利用该方法设计了窄带通次同步阻尼控制器;最后基于IEEE第一谐振模型,采用PSCAD/EMTDC电磁暂态仿真软件以及数值计算软件MATLAB,仿真验证3种不同控制器的有效性。     

基于闭环阻尼转矩分析法的电力系统稳定器参数整定

阻尼转矩分析(DTA)法中的DTA灵敏度系数表征了电力系统稳定器(PSS)传递函数的变化对系统模态的影响,真正得到的是开环状态下的数值,而闭环情况下的数值更有意义。提出了闭环DTA的概念及其计算方法,在此基础上提出了一个新的灵敏度指标并指出其应用场景,即PSS闭环参数设计和运行方式变化时PSS参数的在线调整,最后通过两区四机系统和大电网的算例证明了闭环DTA指标及其应用的正确性和可行性。     

基于规则的STATCOM的控制器设计

了ＳＴＡＴ驿发电机同步及阻尼力矩系数的影响,指出并解释了在某些系统参数及运行条件下固定控制参数的ＳＴＡＴＣＯＭ可能向系统提供零阻尼或负阻尼的现象,分析了ＳＴＡＴＣＯＭ电压控制与阻尼控制之间的矛盾。在理论分析的基础上,了基于规则的协调控制器,数字仿真结果表明该控制方法可在所有的运行条件下有效地提高系统稳定性。这是固定参数控制所无法做到的。     

功角作正弦大振荡时同步电机的整步转矩和阻尼转矩系数

本文在sin(△_msinδ)的级数展开的基础上,导出了功角作正弦大振荡时,同步电机的动态电磁转矩、整步转矩系数和阻尼转矩系数的解析表达式;并以一台3200kW的低速同步电动机为例,算出了它在大振荡情况下的动态功角特性.最后给出了一组用计算机算出的、在常用的参数范围内,整步转矩和阻尼转矩系数随振荡频率、参数、工作点和振荡幅值的不同而变化的曲线,供设计、研究和实际运行使用.     

电力系统稳定器影响频率振荡的机理及阻尼分析方法

频率振荡是有功频率控制过程的小扰动稳定问题。已有研究集中于发电机调速器和原动机环节的分析。电力系统稳定器也可用于抑制频率振荡。分析了发电机励磁系统影响频率振荡的机理,当负荷具有电压调节效应时,则发电机励磁系统通过影响负荷电压进而影响负荷功率,从而对频率振荡产生影响。给出了频率偏差通过电力系统稳定器、励磁、网络、负荷等环节影响电磁功率的过程,利用阻尼转矩法计算电磁功率阻尼系数并分析了电力系统稳定器的影响。提出了多机系统中不同发电机电力系统稳定器对频率振荡阻尼影响大小的评估方法,选择影响大的发电机进行参数优化可更加有效地提高频率振荡阻尼。利用IEEE的4机2区系统对分析结论进行了仿真验证。     

功角作正弦大振荡时定子电阻对同步电机整步转矩和阻尼转矩系数的影响

本文用状态方程研究、计算了定子电阻对同步电机正弦稳态大振荡时整步转矩及阻尼转矩系数■_S、■_D的影响。算出了一族典型参数的■_S、■_D值随定子电阻的变化曲线,供设计、研究和实际运行时使用。     

基于双环解耦的CSC—STATCOM控制器的设计研究

提出一种基于电流型换流器的双环解耦控制无功电流补偿的方法,该方法利用锁相环和瞬时无功电流检测理论、SPWM调制方法控制CSC-STATCOM的输出无功电流来调节输电线路上的无功传输.将CSC-STATCOM的数学模型通过d-q变换实现解耦控制.同时,直流侧电感采用PI控制使电流稳压.最后,在MATLAB/SIMULIN软件下进行仿真验证,证实了本控制方法的优越性.     

功角作正弦大振荡时同步电机整步转矩和阻尼转矩系数的数值计算

本文提出了同步电机正弦大振荡时增量形式的状态方程,并将此方程作为初值问题求解,通过瞬态到稳态的过渡,用数值法算出了稳态正弦大振荡时同步电机的动态功角特性和整步、阻尼转矩系数.结果表明,小振荡时,整步转矩系数k_s和阻尼转矩系数k_D的数值计算结果与文献中忽略定子瞬态假定下得出的解析解十分接近;大振荡时,在计及定子瞬态和转速的变化时,k_s和k_D解析解的最大误差小于12%.     

基于级联式电压源逆变器的静止同步补偿电压控制器的设计

为了提高静止同步补偿器的耐压水平和容量,尽量限制系统谐波失真,同时减少逆变器的附属设备,设计了一种新型级联式电压源逆变器构成的静止同步补偿电压控制器,并对该控制器的运行进行了研究。根据该级联式三相三电平电压源逆变器的拓扑结构,该静止同步补偿器可以在没有变压器的情况下运行,并可以限制谐波失真到一个非常小的值。同时,给出了由级联式多电平电压源逆变器构成的静止同步补偿器的运行原理。