SVC附加控制抑制电网低频振荡的研究

针对静止无功补偿器（SVC）在抑制电网低频振荡方面的理论和应用进行了研究。基于电力系统分析综合程序（PSASP）仿真软件,用该仿真软件提供的用户自定义功能构造了SVC附加控制模型。运用时域仿真和特征值分析方法对4机两区域电力系统的低频振荡模式和阻尼特性进行了仿真和分析,可以改善电力系统的电压稳定性和暂态稳定性,同时可以使电网获得较好的阻尼。从而较好地抑制了电网的低频振荡。     

附加阻尼控制静止无功补偿器对含风电互联系统阻尼特性的影响

静止无功补偿器(SVC)通常用于改善系统电压稳定性,但采用附加阻尼控制(ADC)后也可以抑制系统低频振荡。当互联电力系统中并网风电场装机渗透率达到一定水平后,区域间低频振荡就成为制约区域间电力传输能力和容纳风电能力的瓶颈,采用有ADC的SVC(简称ADC-SVC)有助于增加系统阻尼进而在相当程度上解决这一问题。在此背景下,研究ADC-SVC对含双馈感应风力发电机组(DFIG)的互联电力系统阻尼特性的影响。首先,简要介绍了DFIG的数学模型,导出了在转子电流限制条件下DFIG的无功功率极限。之后,分析了在含SVC的互联系统中与区域模式振荡相关的暂态能量。在上述工作基础上,针对SVC设计了用于改善系统阻尼特性的ADC,并采用特征根灵敏度法确定控制器参数。最后,以IEEE 2区域4机系统为例,分析了SVC电压控制增益与ADC增益对系统阻尼的影响,研究了ADC采用不同输入信号时的系统阻尼特性,并对比分析了不采用SVC、采用传统SVC和ADC-SVC的效果。仿真结果表明,ADC-SVC能有效提高互联系统的动态稳定性水平,对不同的系统运行方式和区域间振荡模式具有较好的鲁棒性。     

连接VSC-HVDC的弱电网低频振荡研究

电压源换流器型的高压直流输电连接弱电网时,逆变站采用虚拟转动惯性控制方式,将VSC-HVDC的逆变站模拟为同步发电机以增加受端交流系统的转动惯量,为受端电网提供动态频率支持。受端电网可能会因为电力系统的负阻尼作用产生低频振荡现象而造成系统不能正常稳定运行。理论分析了VSC-HVDC连接弱电网的低频振荡问题,提出采用增大逆变站阻尼系数的方法抑制弱电网的低频振荡。利用PSCAD/EMTDC软件进行仿真,结果表明所采用的方法能够较好抑制此情况下弱电网的低频振荡。     

富水电地区电网低频振荡风险抑制策略

富水电地区电网,水电、风电等新能源电源众多,电网低频振荡特性复杂。针对这一情况研究了电网低频振荡影响机理,包括电网结构和运行方式对电力系统动态稳定水平的关联性。另外,通过菲利普-海富隆模型推导出机组参数对系统振荡阻尼影响机理,并提出了基于粒子群人工智能算法的富水电地区电网PSS参数优化方法。以恩施电网为例,仿真验证了采用新方法对恩施地区水电机组PSS参数进行优化后,可显著抑制低频振荡风险。     

利用PSS抑制系统低频振荡的分析

本文主要讨论二次系统对策中采用电力系统稳定器(PSS)作为励磁系统附加控制器,电力系统稳定器(PSS)能够补偿由于励磁系统和电机励磁绕组引起的滞后,可有效提高系统的阻尼水平,起到抑制低频振荡的作用.通过适当整定PSS参数来提高抑制低频振荡的附加阻尼力矩.通过对单机无穷大系统的分析,讨论了该系统中低频振荡的原因,仿真分析了电力系统稳定器PSS各控制环节中的参数对抑制低频振荡的作用.     

华北-华中联网低频振荡研究

电力系统保持小干扰稳定性是当前我国正在进行的大区联网运行的前提条件之一.在本文中采用多机系统的特征分析法,并应用电力系统分析综合程序（PSASP）对华北电网（含山东电网）和华中电网（含四川和重庆电网）的联网运行方式下的小干扰稳定性（侧重于低频振荡）进行了研究，分析了联网方式下存在的多个低频振荡模式,并对每个振荡模式做了模态分析,为下一步进行的电力系统稳定器的安装和配置提出了指导性的建议.     

互联电力系统未知机理低频振荡分析

近年来,我国互联电力系统多次发生低频振荡。针对南方互联电网"5.13"功率振荡,首先采用特征值分析法详细分析南方互联电网低频振荡特性,得出主要振荡模式以及发电机组参与因子和模态分布图。其次利用仿真软件PSS/E,对强相关机组的切机、三相短路故障以及原动机周期扰动分别进行时域仿真,并与实际振荡曲线进行对比。结果表明,南方电网此次功率振荡不是因为强相关机组电气侧故障,采用负阻尼机理也不能很好地解释,其产生原因可能是发电机组受原动机周期扰动有关。     

电力系统稳定器在抑制系统低频振荡中的应用

利用MATLAB软件搭建了励磁系统和电力系统稳定器的数学模型,比较观察了不同PSS参数对抑制低频振荡效果的影响,最后根据实际电力系统的情况计算出最佳的PSS参数,使PSS为励磁系统提供恰当的阻尼,为现场调试节省了大量时间,更能有效地抑制低频振荡的发生.     

华北-华中联网低频振荡研究

电力系统保持小干扰稳定性是当前我国正在进行的大区联网运行的前提条件之一．在本文中采用多机系统的特征分析法，并应用电力系统分析综合程序（PSASP）对华北电网（含山东电网）和华中电网（含四川和重庆电网）的联网运行方式下的小干扰稳定，炷（侧重于低频振荡）进行了研究，分析了联网方式下存在的多个低频振荡模式，并对每个振荡模式做了模态分析，为下一步进行的电力系统稳定器的安装和配置提出了指导性的建议．     

电力系统稳定器的优化与配置研究

在我国,电力系统的规模和容量越来越大,超大容量的发电机组也越来越多,供电的范围急剧扩大,我们能够清楚地看到供电网架越来越复杂,越来越庞大。然而,大型电网存在其固有的弱点和缺陷,电力系统之间频频发生低频振荡现象,导致电力系统机电振荡阻尼变弱,电力系统缺乏良好的稳定性。     

水电站机组扩大单元接线对低频振荡的影响

研究机组之间存在水力联系的水电站中,两台机组采用扩大单元接线对系统低频振荡阻尼的影响.水力系统采用能准确反映系统各阶振动特性的数学模型,同时基于适用于水轮发电机的五阶综合稳定计算模型和机网接口模型等,建立双机扩大单元接线的数学模型,形成描述水力、机械和电力系统之间联系的整体状态方程组,分析扩大单元接线对系统低频振荡阻尼和稳定性的影响.分析结果表明:对于存在水力联系的两机系统,考虑扩大单元接线的影响,低频振荡阻尼明显增大,单机增加较大的阻尼或两机同时增加较小的阻尼可以达到类似的抑制低频振荡的效果,而水力联系对阻尼分配的影响很小.     

应用储能系统抑制电力系统低频振荡原理研究

基于线性化等面积法则和小干扰分析方法,提出储能系统抑制电力系统低频振荡的原理和方法．通过对装有储能系统的单机无穷大系统进行理论分析和仿真测试,结果表明储能阻尼控制能够提供系统阻尼,且控制储能系统和电力系统之间的有功功率交换获得阻尼的效果比控制无功功率交换获得阻尼的效果要好的多．     

基于映射弹性势能增量的电网主振荡路径识别

实际电网的边界波动会激起低频振荡,主振荡路径下的若干线路振荡剧烈将严重影响电网的安全稳定运行,故本文研究电网边界扰动下的主振荡路径识别方法。通过对比电力系统与弹性力学系统的相似性,将电网映射成弹性力学网络,构建映射弹性力学动态模型,以力学视角分析电网的低频振荡现象。根据受迫振动的能量转换机理,分析电力系统功率振荡时的能量转换特性。结合网络能量的交互及分布特征,建立路径振荡指标,提出一种电网主振荡路径的辨识方法。算例仿真结果证明：电力系统与弹性力学系统动态映射的合理性及主振荡路径辨识方法的有效性。本文结论有益于理解电力系统低频振荡的物理过程,且对开展相关抑制振荡措施的研究具有参考价值。     

电网阻尼在线监测辨识算法适用性研究

随着特高压电网的逐步建设,低频振荡问题日益突出,实时掌握电网的振荡频率和阻尼比等模式信息至关重要。Prony、ARMA和ERA算法是3种典型的电力系统低频振荡模式辨识算法,分别适用于不同的动态情况。仿真分析不同噪声大小下3种辨识算法的适用性。以某实际省级电网应用为例,针对牵引负荷激励下机组振荡的不同程度响应,分析3种算法的特点和适用场景,并实际应用于电网阻尼在线监测,运行情况表明:可有效弥补单一算法的不足,更好地实现阻尼在线监测。     

基于Prony和稀疏特征值算法的区间低频振荡分析

稀疏特征值算法适用于大规模互联电网低频振荡分析，但初始参数的选择目前仍缺乏系统性方法.用Prony算法分析得到互联电网区间低频振荡模式的估计值作为稀疏特征值算法位移逆变换的初始位移点，可以快速、准确地计算出区间低频振荡模式，并为在相关机组上配置PSS以抑制弱阻尼的区间低频振荡模式提供了有力依据.华北-东北互联电网的低频振荡分析表明了该方法的有效性.     

基于Prony和稀疏特征值算法的区间低频振荡分析

稀疏特征值算法适用于大规模互联电网低频振荡分析，但初始参数的选择目前仍缺乏系统性方法．用Prony算法分析得到互联电网区间低频振荡模式的估计值作为稀疏特征值算法位移逆变换的初始位移点，可以快速、准确地计算出区间低频振荡模式，并为在相关机组上配置PSS以抑制弱阻尼的区间低频振荡模式提供了有力依据．华北-东北互联电网的低频振荡分析表明了该方法的有效性．     

基于最小熵H_∞控制的降阶电力系统稳定器设计

针对电力系统的低频振荡问题,提出了一种基于最小熵H∞控制理论的电力系统稳定器的设计方法。为了获得低阶电力系统稳定器,采用降阶方法分别对原系统和控制器进行了降阶处理。利用BFO-PSO混合算法对权函数进行选取,把多个不同的设计目标转换为不等式约束,将加权函数的选取表示为一个多目标优化问题。针对4机2区域电力系统,根据参与因子确定PSS的安装地点,设计了抑制区域振荡的最小熵H∞电力系统稳定器。仿真结果表明,最小熵H∞电力系统稳定器能有效地抑制区域间的低频振荡,并且对整个系统的阻尼也有所改善。     

基于最小熵H∞控制的降阶电力系统稳定器设计

针对电力系统的低频振荡问题,提出了一种基于最小熵H∞控制理论的电力系统稳定器的设计方法。为了获得低阶电力系统稳定器,采用降阶方法分别对原系统和控制器进行了降阶处理。利用BFOPSO混合算法对权函数进行选取,把多个不同的设计目标转换为不等式约束,将加权函数的选取表示为一个多目标优化问题。针对4机2区域电力系统,根据参与因子确定PSS的安装地点,设计了抑制区域振荡的最小熵H∞电力系统稳定器。仿真结果表明,最小熵H∞电力系统稳定器能有效地抑制区域间的低频振荡,并且对整个系统的阻尼也有所改善。     

PSS的快速励磁系统中的应用及仿真计算

根据电力系统稳定器的原理,应用相位补偿法设计模型,并进行仿真计算,计算结果表明,电务系统稳定器应用于快速励磁系统中可有效地抑制低频振荡,从而提高电力系统的动态稳定性。     

含光伏并网的弱交流系统低频振荡协调控制策略

基于中国太阳能的实际分布情况,大规模光伏电站往往接入短路容量较低且背景谐波含量较高的弱交流送端系统.光伏的大规模并网对末端电网阻尼特性产生显著影响的同时也为低频振荡的抑制提供了新途径.在此背景下,基于四机两区域系统建立送端电网接入大容量光伏的电磁暂态仿真模型,并利用TLS-ESPRIT算法辨识系统低频振荡特性.此外,分别针对光伏逆变器与SVG控制环节,提出利用带观测器的线性二次型最优控制方法在其各自控制回路设计附加阻尼控制器,实现对局部和全局低频振荡的协调控制.仿真结果表明,所提控制策略具有明显抑制效果,且能在一定程度内增大送端系统功率传输能力.