基于遗传算法的交直流电力系统稳定器和附加控制器的协调

交直流混合电力系统低频振荡是运行中的一个严重问题。在交流系统中装设电力系统稳定器PSS(Power System Stabilizer),在直流系统中装设直流附加控制DCM(Direct Current Modulation)能够抑制低频振荡,但在多控制器的系统中,利用传统方法针对某一模式设计的控制器往往对其他振荡模式起负作用,所以控制器的参数协调是关键问题。利用参与因子选取控制器装设地点．引入遗传算法进行参数协调,通过选取适当的目标函数和适应度的值找出能够达到目标的一组最优参数。算例表明利用参与因子和遗传算法选择的控制器参数能对低频振荡模式起到很好的抑制作用。     

基于BCC算法的多机系统PSS参数优化设计

电力系统稳定器(Power System Stabilizer,PSS)通过调节励磁电流进而调整发电机内电势,以实现对有功低频振荡的抑制.由于系统中除了PSS控制器外,还存在各种FACTS元件和储能装置,各控制器参数间需要协调控制以提高系统阻尼.为此,对PSS与储能装置间的协调机制进行了分析,确定了相应的协调控制策略,同时建立了相应的参数优化模型,利用细菌群体趋药性(BCC)算法对PSS和储能控制器进行了参数优化.最后基于电力系统分析综合程序(PSASP),以4机2区域系统模型为例,搭建相关控制器模型,对协调优化方法进行了验证,特征值分析及时域仿真结果表明,本文所提优化策略能够提高系统阻尼,有效抑制低频振荡.     

南方交直流混合电网区域振荡的协调控制策略

针对南方电网弱阻尼区域振荡模式的抑制问题,在分析了电力系统稳定器(PSS)、直流阻尼调制的控制机理及其控制效果的基础上,考虑到南方电网近距离直流多落点的特点,提出了一种PSS和直流阻尼调制的协调控制策略。在该策略中,结合模式可控性指标首先进行相关控制点的PSS参数优化以抑制直流调制不敏感的模式,在前一层优化的前提下再进行直流阻尼调制控制器的参数优化。这样既能保证二者的协调控制,又能有效地控制优化进程和降低计算量。最后通过仿真计算验证了协调控制策略的合理性和有效性。此工作可为研究近距离直流多落点交直流混合电网的低频振荡抑制问题提供新思路。     

南方交直流混合电网区域振荡的协调控制策略

针对南方电网弱阻尼区域振荡模式的抑制问题,在分析了电力系统稳定器(PSS)、直流阻尼调制的控制机理及其控制效果的基础上,考虑到南方电网近距离直流多落点的特点,提出了一种PSS和直流阻尼调制的协调控制策略。在该策略中,结合模式可控性指标首先进行相关控制点的PSS参数优化以抑制直流调制不敏感的模式,在前一层优化的前提下再进行直流阻尼调制控制器的参数优化。这样既能保证二者的协调控制,又能有效地控制优化进程和降低计算量。最后通过仿真计算验证了协调控制策略的合理性和有效性。此工作可为研究近距离直流多落点交直流混合电网的低频振荡抑制问题提供新思路。     

交直流并联电力系统PSS和直流附加控制器协调优化设计

针对远距离、多区域交直流互联电网低频振荡现象,提出了一种基于改进矩阵束算法的PSS和直流附加控制器协调运行的优化设计。具体包括利用改进矩阵束算法对全网系统辨识,得出系统在没有配置PSS和直流附加控制器时的振荡频率和阻尼比,设定协调优化的目标函数,利用共轭轨迹法优化PSS和直流附加控制器参数;反复利用改进矩阵束算法对系统进行辨识,不断优化协调参数,直到系统逐渐消除低频振荡。仿真结果表明,该协调优化设计可有效抑制电力系统低频振荡,增加系统阻尼,提高系统稳定性。     

基于等效解耦过程的交直流协调控制鲁棒稳定性研究

通过等效解耦过程(effective open-loop process)将多输入多输出系统中的各回路进行解耦,把多变量系统回路方程形式转换为单变量系统回路方程,从而建立起各回路独立控制的数学模型。但在多输入多输出系统中,各回路控制器之间可能存在无法协调的问题,为此,在实现等效解耦过程解耦控制的基础上,基于小增益定理,提出判断交直流系统协调控制鲁棒稳定性的量化指标;且针对发电机PSS附加控制与直流附加控制的协调控制,设计了能够协调运作且抑制低频振荡的发电机PSS附加控制器和直流附加控制器。在PSCAD中进行算例仿真验证了所提判断交直流系统协调控制鲁棒稳定性量化指标的有效性和所设计控制器的实用性。     

基于概率法的交直流混联系统小干扰稳定性分析与改善

高压直流输电广泛运用于区域电网互联,使得传统交流低频振荡问题越发复杂。大多数对交直流低频振荡的研究都是针对单一运行方式的,本文采用概率法研究多运行方式下交直流混联系统的低频振荡特性并加以抑制。利用插入式建模技术(PMT)建立交直流输电系统和附加直流功率调制的小干扰模型;计算多运行方式下的概率潮流,采用混合中心距和半不变量结合Gram-Charlier级数展开的方法求解概率特征根。基于含交直流混联的四机两区域系统,分别使用中心频率法和测试信号法设计电力系统稳定器(PSS)和附加直流功率调制器(DCM)。根据控制效果提出DCM和PSS参数分步设计的协调原则,仿真结果表明系统小干扰概率稳定性得到明显改善。     

基于线性最优控制的交直流低频振荡附加阻尼控制器设计

对于低频振荡抑制问题,提出了一种新的电力系统稳定器(PSS)及直流附加控制的设计方法。通过改进的总体最小二乘-旋转不变(TLS-ESPRIT)辨识技术分析系统振荡特性,再对各个振荡模态分别辨识出相应的被控传递函数,最后利用带观测器的线性最优控制(LQR)方法设计出相应控制器,达到抑制低频振荡的目的。在设计过程中,利用基于LQR的PSS抑制区域内低频振荡,区域间低频振荡通过基于LQR的直流附加控制完成。     

交直流电力系统PSS和直流附加控制的协调

针对当今大容量、远距离、多区域互联电网低频振荡现象严重的问题,提出了一种基于Prony算法的PSS和直流附加控制器协调运行的策略。该方法根据多代理分层控制的思想,首先利用Prony辨识全网系统,求出在没有配置PSS和直流附加控制时的系统振荡频率,利用相位补偿法优化PSS控制参数,有效地抑制局部振荡模式。当全网的局部振荡模式达到满意水平后,反复利用Prony对系统进行辨识,通过每次的辨识结果对直流附加控制器进行参数整定,逐渐把剩余区域间振荡模式消除。仿真研究表明,该控制策略有效抑制了贵广交直流系统的低频振荡,并具有一定的鲁棒性。     

储能装置与PSS配合控制对电力系统低频振荡的抑制效果研究

电力系统的低频振荡现象会严重影响到系统的稳定性,相应的机理分析和抑制策略一直备受国内外学者的关注.提出以储能装置和电力系统稳定器(Power System Stabilizer,PSS)为手段实现对电力系统暂态功率的调节,并最终实现抑制电力系统低频振荡的控制目标.首先给出了储能系统中逆变器的控制策略;同时简化了逆变器模型,在不造成系统级误差的前提下,使用仿真速度极快的向量解算方式进行仿真验证;最后通过短路故障产生低频振荡现象,在仅用储能装置、仅用PSS、储能装置和PSS协调控制3种不同条件下抑制低频振荡.对Matlab/Simulink仿真结果进行对比和分析,得出储能装置和PSS在抑制电力系统低频振荡时存在配合的可能性,储能装置和PSS的配合控制比单独使用储能装置或PSS的调节效果好.     

PSS与VSC-HVDC附加阻尼控制器参数协调优化设计

将含参数约束的线性优化方法应用于交\直流混合系统的电力系统稳定器和基于电压源型换流器的高压直流输电系统附加阻尼控制器的参数协调优化中。该算法考虑了不同阻尼控制方式间的相互影响和作用,在迭代过程中通过修正优化可行域区间,使系统低频振荡模式对应的特征根最终移动到复平面上期望区域内。系统的特征值分析和时域仿真结果验证了上述方法的有效性和实用性。     

抑制频率振荡的电力系统稳定器参数优化

超低频频率振荡是有功频率控制过程的小扰动稳定问题。由于负荷电压调节效应使得无功电压控制和有功频率控制产生耦合,传统用于抑制低频振荡的电力系统稳定器(PSS)可用于抑制频率振荡。提出了在多机系统中选择抑制频率振荡的PSS的方法,该方法综合了PSS对低频振荡和频率振荡的影响大小。构建了抑制频率振荡的PSS参数优化模型,该模型仍然以低频振荡模式阻尼比作为优化目标,但加入频率振荡对应频段发电机励磁系统相位要求作为约束,保证机组励磁系统为频率振荡提供足够的正阻尼。采用粒子群优化算法对模型进行求解得到PSS最优参数。仿真结果验证了所提方法的有效性。     

定能电厂电力系统稳定器的试验与分析

电力系统稳定器（power system stabilizer,PSS）是目前已经被证实的最经济、最有效的阻尼低频振荡的手段,也是国际大电网会议推荐的首选措施。近年来,随着电网规模的不断扩大,低频振荡的发生也越来越多,于是各国及各省纷纷在电网中大量投入PSS装置,以抑制低频振荡,加强系统阻尼,提高电网的动态稳定性。为此,分析了定能电厂1号、2号机组电力系统稳定器（PSS）的试验结果,所整定的PSS对于抑制低频振荡效果显著,并针对试验中出现的问题,给出了PSS的一种改进模型。     

基于状态反馈附加阻尼控制的柔性直流电网抑制低频振荡

为了提升交直流互联系统的动态稳定性,研究了利用多端柔性直流输电系统阻尼交流系统低频振荡的方法。分析了柔性直流电网接入后系统的振荡模态,研究了直流电网对交流系统稳定性的影响,并基于全维状态空间反馈设计了柔性直流系统的附加阻尼控制器。系统振荡时该附加阻尼控制器能够输出附加控制量,调节各换流站的有功功率,从而抑制系统的振荡。以含有四端柔性直流电网的新英格兰10机系统为例进行了仿真研究,仿真结果表明,引入了该控制器的柔性直流电网能够很好地抑制原系统的低频振荡,改善系统的动态性能。     

交直流互联电网直流功率调制相关问题

研究了交直流互联电网直流功率调制相关问题,包括直流功率调制信号的选择、直流调制控制器的设计及其参数协调优化、负荷特性及低压限流单元对直流功率调制的影响等。针对大方式直流功率调制下,紧急功率支援的投、撤时间掌控问题,引入了最优时间控制理论;针对紧急功率支援的功率提升量、回降量、提升速率、回降速率、支援开始时间,引入了扩展等面积和遗传算法对以上参数进行优化,指出了有功调制有必要和无功调制相结合,最后提出了相关建议和展望。     

Development of a new two-input PSS to control low-frequency oscillation in interconnecting power systems and the study of a low-frequency oscillation model

In Japan, large and small power systems were interconnected over time and thus ultimately grew into a large-scale national power system. A highly important stability problem arising from large-scale power system interconnections is low-frequency oscillation (about 0.3 Hz to 0.5 Hz) of interconnected systems. The ΔP-type PSS has been applied to all generators in trunk power systems as a measure to improve the damping of local mode oscillation (about 1 Hz). However, it is difficult for this PSS to improve the damping of low-frequency oscillation because of the hardware and the design of PSS control constants. Therefore it has become necessary to develop a new two-input PSS. This paper explains the development of this two-input PSS and the study of a low-frequency oscillation model. This paper can be summarized as follows:

• 1 (1) The effect of control over low-frequency oscillation is affected by the kinds of PSS detecting signals. The Δω-type or Δf-type detecting signals used for lead-phase compensation are suitable for this purpose.
• 2 (2) It is possible to cause low-frequency oscillation studies in a one-machine infinite-bus power system model with medium loads.
• 3 (3) According to the simulation of a three-machine and actual large-power system models, dynamic stability was largely increased by this two-input PSS used for generators.

     

交直流混合运行电力系统动态稳定分析中直流准稳态线性化模型的研究

建立了小干扰动态稳定分析的直流系统准稳态模型线性化方程,并比较分析了直流系统分别采用准稳态线性化模型与直流恒定功率模型对交直流混合运行电网动态稳定的影响。计算结果表明,直流系统准稳态线性化模型可以用于交直流系统低频振荡分析中,而且,在不考虑直流附加控制的情况下,直流系统分别采用准稳态线性化模型和恒定功率模型计算得到的低频振荡特征值差别较小,为简化计算,工程应用时可以采用恒定功率模型来简化直流系统。     

电力系统稳定器调参现状与研究

电力系统稳定器(PSS)是同步发电机励磁控制系统中的一个部分,它通过把相关信号传递到电压调节器来抑制机组之间的低频振荡,对电力系统的安全稳定运行有着至关重要的作用.PSS参数调整的优劣直接影响到其功能的发挥,文章从工程和研究的角度介绍了PSS参数整定的方法,并对其未来的发展进行了展望,认为从软硬件配置、系统运行、在线调参性能等方面尚需投入更多研究.