相间功率控制器的潮流调控性能分析

通过分析相间功率控制器(IPC)的功角特性,提出了一种通过综合协调改变IPC参数和联络线两侧发电机组输出功率的联络线潮流和联络线两侧电网频率协调控制方案。分析比较了在不同扰动情况下调谐型IPC和非调谐型IPC 在控制联络线潮流和保持系统同步运行能力方面的区别,并根据东北-华北电网实际数据进行了仿真。仿真结果表明, 调谐型IPC稳定联络线潮流和保证联络线两侧电网同步运行的效果优于非调谐型IPC。     

IPC增强互联系统稳定性控制策略研究

基于相间功率控制器IPC(Interphase Power Contmller)互联系统,比较了保证电网互联的IPC同步策略。从暂态振荡能量函数角度分析了联络线功率振荡的机理．提出通过调节联络线功率不断削减互联系统暂态振荡能量．从而达到阻尼联络线振荡的IPC参数控制策略。设计了IPC自适应模糊控制器,选择联络线两端电压相位差与联络线功率作为控制信号．对增益系数进行自适应模糊调节。以4机双区域测试系统为例,分多种情况进行了暂态时域数值仿真。仿真结果表明：该控制器能够保证互联系统同步,并有效阻尼联络线功率振荡,联络线传输功率和关键节点电压等指标也可得到保证．     

两侧电网相位相对滑移时的相间功率控制器

研究了发生扰动时带相间功率控制器（IPC）联络线两侧电网间相位相对滑移和异步运行状态的问题。在揭示带IPC联络线电流“对侧占优”准则、论证相对滑移期间联络线电流能够得到有效控制的基础上，得出了对于带IPC联络线可以有条件地容许相位相对滑移与异步运行状态的结论，并指出纯交流条件下特殊形式的异步互联与直流异步互联有某种相似性。     

可控相间功率控制器(TCIPC)运行特性分析

研究了相间功率控制器IPC(Interphase Power Controller)基本结构和数学模型,通过晶闸管触发控制电感支路构成可控相间功率控制器(TC IPC),并将其应用于交流弱联系的互联电网中,推导了晶闸管触发延迟角与TC IPC参数以及两侧电网戴维南等值参数之间的关系,分析了计及两侧电网等值参数影响下的TC IPC运行特性。以东北-华北电网经带TC IPC的联络线交流弱联系为例,说明TC IPC对互联电网具有动态连续潮流控制能力。     

基于参数协调的可控相间功率控制器调节特性研究

研究了可控相间功率控制器(TCIPC)的基本结构和数学模型,通过控制晶闸管触发角等效调节相间功率控制器的基本参数,从而协调输出功率,其中,通过控制晶闸管触发延迟角等效地改变电感支路的电抗参数,通过晶闸管控制投切不同组数的电容器等效地改变电容支路的电容参数.基于简化模型绘制出TCIPC功率P-Q运行曲线图,对参数协调下的TCIPC调节特性进行研究.以实例验证了由带TCIPC联络线进行交流弱联系的两侧电网在相位相对滑移时,可以通过协调TCIPC的等效参数控制联络线传输的功率,避免有功功率大幅波动,并保证端口的电压质量,有效地缓解了常规IPC可能出现的过电压问题.     

相间功率控制器改善暂态稳定性的研究

相间功率控制器（Interphase Power Controller,IPC）接入互联系统中对稳定性有一定的影响。基于IPC元件参数与功率之间的关系,通过简单系统的功角曲线分析了调节IPC元件参数改善系统暂态稳定性的机理。基于IPC的端口电压与电流的关系,说明IPC是电压控制的电流源,据此设计了功率和电流双回路可控相间功率控制器（Thyristor Controlled Interphase Power Controller,TCIPC）的控制系统。以电流作为TCIPC晶闸管的同步信号,将线路电流和有功功率的期望值作为IPC控制器的参考信号,设计了不完全微分PID控制模型。仿真结果表明：在系统发生扰动的情况下,通过设计的控制器能较好地调节TCIPC电感参数,从而有效地控制联络线的传输功率,改善带TCIPC互联系统的暂态稳定性。     

相间功率控制器改善暂态稳定性的研究

相间功率控制器(Interphase Power Controller,IPC)接入互联系统中对稳定性有一定的影响.基于IPC元件参数与功率之间的关系,通过简单系统的功角曲线分析了调节IPC元件参数改善系统暂态稳定性的机理.基于IPC的端口电压与电流的关系,说明IPC是电压控制的电流源,据此设计了功率和电流双回路可控相间功率控制器(Thyristor Controlled Interphase Power Controller,TCIPC)的控制系统.以电流作为TCIPC晶闸管的同步信号,将线路电流和有功功率的期望值作为IPC控制器的参考信号,设计了不完全微分PID控制模型.仿真结果表明:在系统发生扰动的情况下,通过设计的控制器能较好地调节TCIPC电感参数,从而有效地控制联络线的传输功率,改善带TCIPC互联系统的暂态稳定性.     

互联电网接入IPC参数调整时刻的研究

模拟两侧电网通过一点互联，在一侧电网端口接入IPC。在对两侧复杂电网进行简化等值基础上，建立IPC通用电路模型，并进行向量分析。选择IPC电容器、电抗器的参数调整时间，对调控过程中IPC电容器的电流冲击和电抗器的电压冲击进行有效抑制。     

可控相间功率控制器(TCIPC)运行特性分析

研究了相间功率控制器IPC(Interphase Power Controller)基本结构和数学模型,通过晶闸管触发控制电感支路构成可控相间功率控制器(TCIPC),并将其应用于交流弱联系的互联电网中,推导了晶闸管触发延迟角与TCIPC参数以及两侧电网戴维南等值参数之间的关系,分析了计及两侧电网等值参数影响下的TCIPC运行特性.以东北-华北电网经带TCIPC的联络线交流弱联系为例,说明TCIPC对互联电网具有动态连续潮流控制能力.     

互联电网的联络线功率频率偏差控制策略

通过对互联电网内各控制区域几种有功功率调整控制策略的配合分析,指出在大系统频率波动较小的情况下,互联电网内各控制区域均按联络线功率频率差（即ＴＢＣ）策略进行有功功率的调整是较为合理的,并提出了实施该控制策略的管理考核办法。实现联络线功率频率差控制应以自动发电控制（ＡＧＣ）为最终手段,但在不具备ＡＧＣ实施条件或ＡＧＣ只处于初步发展阶段的区域电网,应当可以按ＴＢＣ策略人工调整有功平衡。     

可控相间功率控制器潮流控制特性研究

阐述了基于相间功率控制器(IPC)的通用电路模型,分析了IPC在联络线潮流控制方面的特性和晶闸管控制串联电容器(TCSC)的工作特性,提出了一种可控相间功率控制器(TCIPC)的结构。此种TCIPC能够灵活、快速、连续的对联络线功率进行控制,并可以运用较小的电容器获得较宽的参数调节范围。TCIPC潮流控制仿真分析结果验证了此模型可以控制联络线潮流的有效性。     

On-line utility tie power factor control

Large industrial operations with internal electrical generation capabilities and parallel utility ties have always worked to control watt and VAr flows across their tie lines. In today's economic climate, the ability to control tie line operation can significantly impact a facility's bottom line. In a power system expansion, Union Camp Corporation's Savannah pulp and paper mill installed a tie line power factor control system that has proven to be reliable and effective. It uses load tap changers on two pairs of utility tie transformers to maintain control within the guidelines of the utility contract. It is implemented by a programmable logic controller (PLC) and other nonproprietary hardware. An analysis of this project illustrates how this scheme can be implemented on simple or complex power systems     

基于PSS/E潮流API接口的动态过程仿真系统

电力系统仿真分析软件PSS/E提供了丰富的API接口,为应用程序的二次开发提供了便利。基于PSS/E的Fortran API接口设计实现了以PSS/E潮流计算为核心的动态过程仿真系统。通过对API接口的二次开发和封装,建立潮流计算接口层,实现对PSS/E潮流计算的控制。建立了用户自定义调速器模型,将频率和调速器仿真结果通过接口层与PSS/E潮流进行交互,实现系统的动态响应过程仿真。通过潮流计算前的不平衡功率动态预分配技术,使扰动过程中联络线功率分配更加真实合理。通过9节点算例和华北实际电网模型对仿真系统进行验证,仿真结果表明,利用PSS/E的API接口进行二次开发能够满足大型应用程序对准确性和实时性的要求。     

中小电源孤岛网单一联络线潮流控制的探讨

电力联络线潮流计算是研究电力系统稳态运行状态的一种最主要的基本计算。通过联络线的潮流计算,可以分析发电出力和负荷以及网络结构的改变对系统电压质量和安全经济运行的影响。为此,分析了中小电源孤岛网单一联络线解列后,其孤岛网能否形成独立网运行的联络线潮流控制范围的简单计算方法和应采取的措施。当没有潮流计算软件或同步潮流计算软件所需要的一些参数不齐时,该简单算法对运行调度人员有应急作用。特别当电网运行方式临时改变为中小电源孤岛网时,及时计算出联络线潮流控制的范围并相应地采取必要的措施,可防止中小电源孤岛网单一联络线解列后孤岛网不能形成独立网运行的问题,避免孤岛网全部失压造成大面积停电的严重后果。     

不同控制条件下的全局电网无功电压闭环控制仿真

结合工程实践,建立了网省地全局电网闭环控制仿真系统。介绍该仿真系统的数据流程及功能框图,使用单断面仿真和连续断面仿真两种方式模拟了无控制、独立控制、协调控制等不同控制条件下的电网运行状态变化,研究分析不同的控制条件对系统网损、电压稳定裕度、联络关口无功等指标的影响。仿真结果表明:通过对各级自动电压控制系统控制目标和控制行为的协同,可有效避免控制振荡,消除网间不合理的无功流动。     

基于变论域模糊逻辑的互联电力系统负荷频率控制

随着风电在电力系统中的渗透率不断提高,其出力不确定性对系统频率稳定造成威胁。针对风电接入系统后的频率波动问题,提出变论域模糊PI负荷频率控制策略。为克服传统模糊控制器由于论域固定导致自适应能力有限的缺点,设计的变论域模糊PI负荷频率控制器通过变论域方法实现输入、输出论域的动态调整。为满足风电接入系统后复杂的论域调整需求,基于模糊推理设计新型变论域伸缩因子。典型两区域互联系统仿真实验表明,在不同形式的扰动下,该新型控制器较PI控制器、模糊PI控制器有更好的控制表现,能更好地处理风电出力不确定性对互联电力系统频率稳定的影响。     

交直流互联系统非线性自适应控制规律设计

针对舍有多台发电机的交直流互联系统,为了提高交直流输电系统的稳定性,应用非线性自适应控制设计方法,通过递推法得到了应用于交直流互联系统直流功率调制的非线性自适应控制策略,该控制规律包含了对系统中未知参数的动态估计,用以阻尼交直流互联系统的区域间功率振荡。最后,获得了交直流互联系统的非线性自适应直流附加控制器的一般表达式。4机系统的仿真结果表明,与传统的线性直流功率调制相比较,所设计的控制器对联络线的功率振荡具有良好的阻尼功能;特别是当系统中出现大的扰动时,更能体现该控制器的良好性能。     

考虑抗扰性能的风电混合储能系统协调控制策略研究

为风电场增加储能系统是平抑风电输出功率波动的有效措施之一。首先,通过对风电场出力进行频率分析,提出采用超级电容搭配蓄电池的混合储能方案平抑风电出力波动中的主要分量,并给出了一种混合储能系统模糊滑模控制策略,采用模糊控制器消除滑模控制器的高频抖振现象。然后,在RTLAB平台上搭建风电混合储能系统仿真模型。通过分析控制系统在扰动作用下的阶跃响应,验证了模糊滑模控制器的高抗扰性能。最后,仿真计算了采用模糊滑模控制策略前后储能设备的出力情况和荷电状态,进一步验证了该控制策略对风电出力平抑和提高系统抗扰性能的作用。     

基于事件触发控制的时滞电力系统负荷频率控制

区域电网间存在较高的数据传输,使有限的通信和计算资源变得拥塞。为降低区域电网间的通信负担,提出基于事件触发控制的时滞电力系统负荷频率控制(LFC)方法。针对具有通信延迟的LFC系统,建立基于事件触发控制的时滞LFC动态模型。进而采用多求和不等式,提出具有事件触发控制器的时滞相关LFC系统Lyapunov稳定分析判据;在此基础上,推导了基于事件触发通信和输出反馈的负荷频率控制器协同设计方案,以保证电力系统频率稳定性的同时提高数据传输效率。仿真结果表明,所提方法能够有效减小互联系统频率和联络线功率振荡,保证系统的时滞稳定性并减少网络通信的冗余传输。     

高压直流附加控制对强迫振荡的抑制作用

强迫振荡成为电网动态稳定的主要问题之一,可能引起区域联络线有功功率大幅振荡。分析了多机系统强迫振荡的原理,设计了高压直流附加阻尼控制器,分析了不同扰动源位置、频率以及直流输送功率下高压直流附加控制器对强迫振荡的抑制效果。2区4机交直流系统的仿真结果表明,高压直流附加控制器对强迫振荡的抑制效果与扰动源位置关系不大,主要取决于扰动源频率和直流输电功率水平;当扰动源频率等于区域间振荡频率时,抑制效果最佳;直流输送功率越大,强迫振荡的抑制效果越好。