联合电力系统交换功率控制的受端减载决策法

针对联合电力系统中联络线或弱联线安全稳定运行的控制问题，提出系统间交换功率及弱联线传输、功率控制的受端减载决策法。它包括反馈控制信息的定义，最佳减载节点序列的灵敏度确定法和减载控制调节增量序列的自动搜寻法。该方法在确保联络线或弱联线安全稳定运行及最优经济电能交换的同时．尽量减少切除负荷带来的社会、经济损失。     

自並激可控硅励磁系统在大型水轮发电机上的应用

本文介绍了一种适用于大型水轮发电机的自并激可控硅励磁系统。文中首先分析了自并激系统在有远距离输电问题的大型水轮发电机上应用的可能,介绍了为提高励磁系统强励能力而采用的双桥串联式接线的优点及励磁调节器中所采用的能实现励磁最佳控制的各控制通道。文中最后介绍了动模试验结果,和常规电机励磁系统比较,该励磁系统能使电力系统的静态稳定极限提高20%以上。     

基于广域测量系统的电力系统稳定控制

近年随着电网规模扩大、区域系统互联,电力系统出现一些现有方法难以解决的稳定问题,例如,如何持久有效地抑制区间低频振荡等,而同步相量测量技术的发展及广域测量系统(WAMS)的建设为此提供了新的手段.重点结合实际系统应用说明了当前世界上WAMS发展现状及其在电力系统保护与稳定控制中的应用实例.首先,介绍了PMU及WAMS的基本原理与历史发展过程;其次,在详细说明美国与中国WAMS发展现状的基础上,概述了各主要WAMS的规模和PMU的性能水平.最后,从非连续控制及连续反馈控制2个方面介绍了WAMS在电力系统稳定控制中的实际方案.     

广域相量测量系统的原理及运用

介绍同步相量测量装置的技术原理及由此发展起来的广域测量系统。并阐述广域测量系统在电力系统状态估计、动态监视及稳定电压控制、频率控制方面的运用,为系统安全运行提供有力保障。     

通过网络参数调控提高FACTS的稳定性

研究了灵活交流输电系统（ＦＡＣＴＳ）的稳定控制问题。通过电力网络结构控制及临界能量分析，提出网络结构参数控制对策及评价方法，借以提高系统的暂态稳定性。并实际应用于１０机３９母线系统，考察和验证电力网络结构控制对提高电力系统暂态稳定性的有效性     

通过网络参数调控提高FACTS的稳定性

研究了灵活交流输电系统的稳定控制问题，通过电力网络结构控制及临界能量分析，提出网络结构参数控制对策及评价方法，借以提高系统的暂态稳定性，并实际应用于１０机３９母线系统，考察和验证电力网络结构控制对提高电力系统暂态稳定性的有效性。     

基于连续高阶模滑的多机电力系统励磁控制

为了提高多机电力系统暂态稳定性,提出一种连续高阶滑模励磁控制策略。各发电机功角偏差为滑模变量,把具有非线性和不确定性多机电力系统的高阶滑模控制转化为不确定积分链系统的有限时间稳定问题,控制器结合几何齐次连续控制律和二阶滑模超螺旋算法,实现系统状态有限时间收敛,克服系统未建模动态、测量误差和外部扰动等不确定性,利用精确鲁棒微分器观测功角微分,理论分析证明了闭环系统的有限时间稳定。所设计高阶滑模励磁控制器能够保持机端电压稳定,并能有效提高电力系统的暂态稳定性。针对3机系统的仿真结果验证了该控制方法的有效性。     

最优潮流在市场环境下的计算分析

随着电力市场的日趋形成，电力系统最优潮流是在满足特定的电力系统运行和安全约束条件下，通过调整系统中可利用控制手段实现预定目标最优的系统稳定运行状态。     

互联电力系统的混沌控制研究

对具有多自由度、强耦合的二阶互联电力系统中的混沌现象进行了控制研究，当电力系统存在外在扰动因素时，系统的运行状态与系统的参数取值情况密切相关。对系统的任意一个参数进行调节时，Matlab仿真结果表明系统的状态变量变化毫无规律，呈现有界且总体吸引局部排斥的结构。电力系统中存在的混沌严重影响系统的安全稳定运行，采用基于RBF神经网络的滑模控制方法对系统进行控制，选取系统的一个滑模模态，设计有效的控制输入，通过对定义的李雅普诺夫函数求导让其小于等于零，得出系统自适应律的表达式。仿真结果证明了该方法的有效性，能够使系统状态变量快速而稳定地收敛于控制目标。     

变电系统的分析设计

随着电力系统的发展扩大,对动态过程的分析越来越复杂,对系统控制的要求越来越高.按空间跨度,现代电力系统已扩展到一个大地区、整个国家、直至国家间联网;按时间跨度,即使不包括电磁暂态过程,电力系统的动态过程也从若干毫秒至几秒的暂态稳定,延伸到几秒至几十秒的中期稳定,一直到几十分钟的长期稳定.变电自动化系统通过各种设备间相互交换信息、数据共享,实现对变电运行的自动监视、管理、协调和控制,提高了变电保护和控制性能,从而改善和提高了电网的控制水平.     

同步发电机励磁系统的最优控制仿真

在Simulink软件平台上,以单机-无穷大电力系统为模型,在系统发生阶跃干扰和短路故障两种情况下,分别采用最优控制和PID＋PSS控制两种励磁控制方法进行仿真比较研究,仿真结果表明两种励磁控制方法均能提高电力系统暂态稳定性,但最优励磁控制效果更佳.     

新型自适应控制算法及在电力系统中的应用

为了提高自适应控制算法的稳定性及抗干扰能力,分析并改进了递推最小二乘法的迭代环节,在每步迭代估计中都考虑了两个时刻点的估计误差,从而得出一种抗干扰能力更强的参数估计方法,结合加权的最优控制器得到一种新型的最优自适应控制算法.与另一种电力系统稳定器算法进行了仿真比较,结果显示,这种新型的最优自适应控制算法具有较强的控制稳定性和抗干扰能力.     

An LCC-HVDC Adaptive Emergency Power Support Strategy Based on Unbalanced Power On-Line Estimation

基于区域内功率不平衡量估计的直流自适应紧急功率支援策略

李从善¹,郭健,和萍¹,陶玉昆¹,杨存祥¹,Youyi Wang²

(1.郑州轻工业大学 电气信息工程学院,郑州,450002;

2. 南洋理工大学 电气与电子工程学院,新加坡 639798)

摘要：直流紧急功率支援是在交直流互联系统故障情况下,减少切机或切负荷数量的重要措施,也是实现智能输电的要求。本文通过建立系统扰动下区域内不平衡功率的扩张状态观测器,并对观测器参数进行设置,实现不平衡功率的实时准确估计。对直流紧急功率支援限制因素进行分析,进而对紧急功率支援量进行优化,形成最终功率支援量,然后,基于功率支援阶梯递增原则,最终实现功率支援的目标。对于多落点直流输电系统,基于功率支援因子选取用于功率提升的最优直流。在PSCAD中搭建三馈入直流输电系统,对所提方法进行了仿真分析,结果表明了该方法的有效性。

关键词：紧急功率支援,不平衡功率,扩张装填观测器,阶梯递增原则,多馈入直流输电系统。

     

积分型线性最优励磁控制原理及仿真实验

从电力系统的运行实际出发，推导了对发电机机端电压偏移量施加积分控制时系统的线性化增广状态方程式，并在此基础上推导了积分型线性最优励磁控制规律（以下简称ＩＬＯＥＣ）。将ＩＬＯＥＣ用于多机系统的仿真结果表明：在提高系统稳定极限和改善系统动态特性方面，ＩＬＯＥＣ与ＬＯＥＣ具有相同的能力。同时ＩＬＯＥＣ能消除发电机机端电压的稳态误差，提高控制精度，改善了系统运行水平。     

积分型线性综合最优控制原理及仿真实验

对发电机端电压偏移量施加积分控制时,考虑到发电机励磁系统、调速系统的控制, 推导出了发电机的积分型线性综合最优控制规律(ILIOC),并与只考虑发电机励磁系统、调速系统控制的发电机线性综合最优控制规(ILIOC)进行了比较。仿真结果表明:在提高系统稳定极限和改善系统动态特性方面,ILIOC与LIOC具有相同能力。同时ILIOC能消除发电机端电压的稳态误差,提高了控制精度,改善了系统运行水平。     

基于同步相量测量单元的观测线性化追踪目标 励磁控制策略

为了进一步改善电力系统的暂态稳定性,结合同步相量测量单元（PMU）和观测线性化追踪目标控制理论,推导出了基于同步坐标系和参考机坐标系的多机电力系统观测线性化追踪目标励磁控制规律。该控制策略利用PMU测量得到的系统实时运行状态量实现了状态方程线性化,从而可以对励磁控制器进行线性最优控制设计,避免了非线性系统局部线性化的不精确性和精确线性化时系统模型设计的复杂性,适合于在线应用。仿真结果表明,该控制策略较之非线性最优励磁控制能更好地提高电力系统的暂态稳定性。     

Decomposed input-output stability analysis and enhancement of integrated power systems

The integrated power system (IPS) is a foundation of all-electrical ships and vessels. The stability of IPS becomes a prerequisite of complicated cruise tasks. Thus, advanced stability analysis and regulation methods for IPS are of great importance. In this paper, a novel method is proposed for analyzing and enhancing transient stability of IPS, which is regarded as a cyber-physical system comprising of subsystems and connections. Criterions for determining input-output stability of such a system are firstly derived. Then, the stability analysis of IPS can be performed in the following two steps: 1) evaluating local input-output stability features of each subsystem independently through simulations. 2) Checking stability criterions with system topology and subsystem stability features. Moreover, synthetic approaches are proposed for stabilization and stability enhancement of IPS. To avoid system in-stability after major failures or topology changes, the optimal emergency control is performed to reconfigure subsystems. The other optimal regulation is used to strengthen system stability by adjusting subsystems’ control parameters during normal operation conditions. Case studies on a typical IPS validate the proposed stability analysis and enhancement approach.     

考虑小扰动稳定约束最优潮流的直接解法

为了将电力系统运行限定在静态稳定临界范围内,在最优潮流（OPF）模型中增加一组小扰动稳定指标作为不等式约束,建立了一种考虑小扰动稳定约束的最优潮流数学模型．以系统矩阵临界特征值的实部作为小扰动稳定指标,构造约束函数,并利用Cayley变换、谱函数理论及牛顿光滑化方法,对小扰动稳定约束进行转换,避免直接计算矩阵特征值,便于应用到大规模非线性系统．通过典型的WSCC3机9节点系统,验证了所提方法的有效性．     

Advanced EMS and its trial operation in Shanghai power system

To meet the demand of high stability, high quality, and low losses of power systems, the advanced energy management system (AEMS) is established and revealed in this bulletin, which has been put into trial operation in Shanghai power system for almost half a year. The AEMS is novel from all aspects covering idea, theory, method, software, and engineering. The essence of AEMS is exercising the hybrid automatic control theory and technology to realize multi-objective optimal closed-loop control of power systems. Based on an “event-driven” strategy, the AEMS transforms multi-objective optimal control problems into event identification and elimination by defining the unsatisfactory states of a power system as events. This bulletin concisely presents the theory and main advantages of AEMS, as well as its implementation in Shanghai power system. Supported by the National Natural Science Foundation of China (Grant Nos. 50595411, 50377018), the 973 Project (Grant No. 2004CB217903) and the Key Project of State Grid Company     

基于模糊推理的模糊自适应励磁控制器

在线性最优励磁控制器的基础上，通过模糊推理提出了一种模糊自适应励磁控制器的设计方法．所设计的模糊自适应励磁控制器能根据发电机运行点的变化不断修正自己的参数，从而具有很强的鲁棒性．由于控制器的反馈增益来源于线性最优控制，因此，控制器还具有一定的最优性和稳定性．对一个单机一无穷大系统进行的数字仿真结果表明；用本文提出的模糊自适应励磁控制器能有效地改善系统的劝态品质．