基于最优变目标的HVDC与SVC非线性综合协调控制

直流功率调制能有效地提高交直流系统的稳定性,但同时直流换流站也要消耗大量的无功,影响交流系统的电压稳定。为此,提出了基于最优变目标的HVDC与SVC综合控制策略,通过直流功率调制改善系统稳定性的同时,利用SVC来对直流逆变侧进行无功补偿,使逆变侧电压更具稳定性。首先建立了交直流混合系统中HVDC与SVC的综合控制模型,在此基础上,推导出基于最优变目标的控制理论的HVDC与SVC非线性综合控制策略。仿真结果表明,以该控制策略设计的控制器能有效地提高系统阻尼,改善逆变侧交流母线电压特性。     

基于最优变目标的HVDC与SVC非线性综合协调控制

直流功率调制能有效地提高交直流系统的稳定性,但同时直流换流站也要消耗大量的无功,影响交流系统的电压稳定.为此,提出了基于最优变目标的HVDC与SVC综合控制策略,通过直流功率调制改善系统稳定性的同时,利用SVC来对直流逆变侧进行无功补偿, 使逆变侧电压更具稳定性.首先建立了交直流混合系统中HVDC与SVC的综合控制模型,在此基础上,推导出基于最优变目标的控制理论的HVDC与SVC非线性综合控制策略.仿真结果表明,以该控制策略设计的控制器能有效地提高系统阻尼,改善逆变侧交流母线电压特性.     

高压直流输电系统动态恢复特性的仿真研究

为改善高压直流输电(HVDC)系统故障下的动态恢复特性,运用PSCAD/EMTDC仿真工具,研究了HVDC系统逆变站分别采用固定电容器(FC)、静止无功补偿器(SVC)、静止同步补偿器(STATCOM)3种无功补偿设备时的故障恢复特性,其中故障有直流闭锁、换流母线三相接地、单相接地、远端三相接地等。结果表明,交流系统较弱时,SVC会降低交流系统强度,而导致HVDC系统故障及故障恢复时发生连续换相失败,而STATCOM在电压保持、功率恢复等方面都较其他补偿设备有着明显的优点,能够显著改善HVDC系统的动态特性。     

HVDC与发电机励磁的非线性综合控制策略

提出了一种用于改善交直流混联系统暂态稳定性的非线性控制策略,具体做法是通过建立高压直流输电(HVDC)与发电机组成的综合系统模型,应用最优变目标控制(OVAC)理论推导出了HVDC与发电机励磁的非线性综合控制策略.该控制策略首先驱动系统到达按最大稳定域选择的人工中间稳定平衡点,然后才驱动系统到达期望的稳定平衡点.仿真实验结果表明,该控制策略能够较好地提高交直流互联系统的暂态稳定性.     

发电机励磁及SVC非线性最优协调控制

发电机励磁和静止无功补偿器(static var compensator,SVC)对远距离输电的稳定性有很大影响。为了提高系统在大扰动情况下的暂态稳定性,提出一种发电机励磁系统与SVC协调非线性最优控制方法。通过建立发电机励磁与SVC系统的综合模型,将微分几何反馈线性化理论与线性最优控制理论相结合,设计了发电机励磁与SVC系统的非线性最优协调控制规律。控制信号实现了本地化,避免了远距离的信号传输。仿真结果证明,该控制方法能同时改善系统的功角稳定性和电压稳定性。     

提高送端多直流落点系统暂态稳定性的非线性控制策略

为改善送端多直流落点系统暂态稳定性,提出了一种高压直流输电(HVDC)与发电机励磁协调的非线性控制策略.通过建立送端多直流落点系统非线性微分代数方程模型,将结构保持模型下的能量函数与广义拟Hamil ton理论结合,同时兼顾发电机励磁与HVDC控制的协同作用,设计出一种HVDC与发电机励磁的综合控制规律.该方法从能量的角度出发,充分考虑电力系统的强非线性特性,而且得到的控制器结构简单,易于工程实现.仿真结果表明,该控制规律能够有效提高系统阻尼,起到功率支援的作用,改善系统的暂态稳定性.     

提高暂态稳定性的HVDC与发电机励磁的非线性最优协调控制

针对大扰动情形,为进一步提高交直流混合电力系统的暂态稳定性,提出了一种高压直流输电(HVDC)与发电机励磁协调的控制方法。通过建立HVDC系统与发电机的综合模型,将现代控制理论中直接反馈线性化方法与线性系统最优控制理论相结合,设计出一种HVDC与发电机励磁协调的非线性最优控制规律。仿真结果表明,该协调控制器能明显提高交直流互联系统的功角稳定性和频率稳定性,改善直流系统的性能。     

提高暂态稳定性的HVDC与发电机励磁的非线性最优协调控制

针对大扰动情形,为进一步提高交直流混合电力系统的暂态稳定性,提出了一种高压直流输电(HVDC)与发电机励磁协调的控制方法.通过建立HVDC系统与发电机的综合模型,将现代控制理论中直接反馈线性化方法与线性系统最优控制理论相结合,设计出一种HVDC与发电机励磁协调的非线性最优控制规律.仿真结果表明,该协调控制器能明显提高交直流互联系统的功角稳定性和频率稳定性,改善直流系统的性能.     

HVDC故障恢复特性的分析及改善措施

为了探究影响高压直流输电(HVDC)故障恢复特性的主要因素及改善其恢复特性的措施,文章分析了包括交流系统强度、直流输电极控制中相关参数的设置及故障恢复期间交流系统的无功补偿特性在内的各种因素在系统切除故障后对电压及功率恢复的影响,提出了包括AC-VDCOL与DC-VDCOL相结合的低压限流环节(VDCOL)并且在故障恢复期间改变VDCOL的特性曲线,增大系统故障期间熄弧角整定值的优化控制、采用SVC进行无功补偿等措施来改善HVDC故障恢复特性。利用PSCAD/EMTDC仿真软件在CIGRE直流输电标准测试系统中进行故障仿真。结果表明当系统发生故障时,交流系统强度越强越有利于系统故障后电压及功率的恢复,采用SVC无功补偿、优化的低压限流环节和熄弧角控制有利于改善故障的恢复特性。     

联于弱交流系统的HVDC故障恢复特性仿真分析

交流系统的强度会影响到高压直流输电(HVDC)的故障恢复速度，而不同的无功补偿方式对交流系统强度有不同的影响程度。文章对目前广泛使用的无功补偿设备，如固定电容(FC)、同步调相机(SC)、静止无功补偿器(SVC)及静止无功电源(SVG)在HVDC故障恢复过程中的作用进行了仿真分析。仿真结果表明SC及SVG能够增强交流系统，因此故障切除后HVDC可以较快地恢复；但SVC在故障恢复期间减弱了交流系统的强度，因此会延缓整个系统的恢复过程，甚至有可能引起后继的换相失败。     

中俄背靠背换流站直流系统与静止无功补偿器的协调运行

为解决中俄联网背靠背换流站中国侧交流系统较弱的问题,在换流站中国侧安装了配合直流系统运行及提高交流系统暂态稳定性的静止无功补偿器(static var compensator,SVC)。从抑制换流母线暂态电压波动、提高交流滤波器/电容器分组容量及提高换流站中国侧交直流系统稳定性的角度考虑,通过仿真确定了换流站装设SVC的容量。同时结合SVC的特性及直流系统的性能要求,分析了直流系统和SVC在不同运行方式下的运行特性,提出了SVC的控制目标及SVC配合直流系统运行的协调控制原则。     

西南水电送华东多送出多馈入直流系统稳定控制策略

定义了多送出多馈入直流系统(multi-send &; multi- infeed DC,MS-MIDC),分析了此类系统的特点及问题。从MS-MIDC角度出发,研究了利用静止无功补偿器(static var compensator,SVC)和调相机提高西南水电送华东MS-MIDC系统稳定性的动态无功补偿方案。针对MS-MIDC系统中各直流系统相互支援方便的优势,提出了利用直流系统过负荷能力和频率调制功能实现直流系统间协调控制,改善了系统在严重故障下稳定水平。仿真计算结果验证了所提控制策略的有效性。     

静止无功补偿器在高压直流系统中的应用

在高压直流系统的逆变站中，可以有效地应用静止无功补偿器（ＳＶＣ）进行无功补偿。本应用节点分析的方法，对ＳＶＣ的稳态特性进行了研究，得到了稳态时的补偿容量及各节点电压的稳态值。在动态特性方面，着重分析研究了在逆变站交流母线电压波动和三种典型故障情况下，ＳＶＣ的补偿容量及相应参数，并就抑制电压振荡，提高交流系统暂态电压稳定性问题，与采用并联电容器组的无功补偿方式进行了比较，其结果显示出本方案的优越性     

SVC/TCSC和HVDC之间交互影响分析

SVC和TCSC属于两种不同连接类型的FACTS装置,它们与HVDC系统之间可能的交互作用是人们所关心的。以3机9节点交直流系统作为试验系统,通过改变电气距离和直流传输功率,采用稳态的和动态的相对增益矩阵（RGA）方法分析串联型TCSC和HVDC、并联型SVC与HVDC两种交互影响,找出出现RGA峰值的系统敏感频率。研究结果表明,TCSC对直流功率的变化较为敏感;SVC/TCSC与HVDC交互影响随着电气距离的增大和直流传输功率的减小而减小。。     

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。     

基于振荡能量消耗的HVDC和SVC附加阻尼控制

系统的总振荡能量和振幅对应,消耗振荡能量的元件对振荡衰减的贡献为正,具有正阻尼。提出了一种以消耗振荡能量为目标的阻尼控制设计方法,推导了高压直流输电(HVDC)和静止无功补偿器(SVC)的附加阻尼控制策略。该方法统一了基于能量函数下降的一大类阻尼控制策略设计方法,并为这类方法建立了严格的理论基础。控制策略的设计还需要考虑对其他元件振荡能量消耗情况的影响。研究了考虑负荷的SVC附加阻尼控制策略,在附加控制中引入频率偏差项增加负荷的振荡能量消耗,增强阻尼控制的效果。仿真结果验证了控制策略的有效性。     

基于瞬时无功理论的SVC抑制次同步振荡的附加控制设计

HVDC解决了长距离输电中电压降低、线损加大、无功补偿等问题,却又给系统带来了次同步振荡的危险。SVC在补偿HVDC无功功率需求的同时也可以通过增加附加控制来抑制可能产生的次同步振荡。为了使SVC的补偿精确,SVC附加控制的输入信号取易于获得的电压电流信号且有明显的抑制效果,将采用基于瞬时无功理论的方法来设计SVC的控制,消除不对称分量和其他频率下谐波分量的影响,使得控制效果更精准。以向上直流降功率25%单极孤岛运行方式为例,验证了基于瞬时无功理论设计的SVC控制对次同步振荡抑制的有效性。     

基于调相机与SVC协调的抑制高压直流送端风机脱网的控制策略

在大规模风电接入的高压直流送端电网中,针对发生直流故障后送端交流电压大幅波动导致的风机连锁脱网问题,探讨了直流故障导致风机连锁脱网的内在机理,分析了调相机和静止无功补偿器(SVC)在换相失败和闭锁过程中的动态无功响应特性;在此基础上,提出一种基于换流站侧调相机与风电场侧SVC协调的抑制高压直流送端风机脱网的控制策略:在换相失败和直流闭锁的不同时期,根据送端电压变化特点,分时发挥调相机自发无功响应能力、励磁控制能力和SVC无功调节能力,以抑制暂态压降或暂态压升的幅度超过风机脱网的保护阈值.最后,通过对测试系统和实际电网的仿真,验证了所提控制策略可有效抑制直流故障后送端暂态电压变化,降低风机连锁脱网的风险.     

基于EMTDC的高压直流MACH2系统实时等价仿真

对大规模交直流网络下的高压直流控制保护系统进行参数优化设计,是保证灵活交流输电系统暂态性和稳定性良好的重要手段。目前由于实时仿真技术的网络节点受限、费用高等缺点,使其不适合此规模网络的试验和设计任务。文中基于ABB公司高压直流控制保护系统硬件结构特点和MACH2（modular advanced control for HVDC and SVC）系统运作机理,提出了等价实时离线仿真的实现原理和方法,使离线仿真达到实时仿真的效果;通过与实际工控机运行结果进行比对,验证了其有效性;同时对工程用高压直流控制中的电流控制功能进行了等价实时仿真。仿真结果分析表明,基于所提出的等价实时仿真原理和方法,利用商业通用的离线仿真软件,可高效地进行高压直流控制保护系统优化设计。