基于在线辨识的电力系统广域阻尼控制

提出了利用多路广域测量信号作为反馈量的新型电力系统广域阻尼控制(WADC)方法。首先,推导了基于改进Prony算法的动态降阶等值系统参数的辨识方法;利用该辨识方法对受控系统进行辨识,在辨识结果的基础上运用线性二次型方法设计WADC的参数。广域闭环控制必须考虑通信延迟的影响,文中利用线性矩阵不等式方法讨论了控制参数在时滞下的稳定性问题。MATLAB数值仿真验证了辨识方法的准确性。WADC的控制效果在36节点的多机系统中得到了仿真验证。结果证明,应用广域信号作为反馈的WADC可以更有效地阻尼区间低频振荡,同时提高了联络线的传送容量极限。     

电力系统低频振荡的广域监测与控制综述

综述了广域测量系统(WAMS)在电力系统低频振荡的在线监测、离线分析和阻尼控制器设计中的应用。介绍了多种从WAMS实测数据中提取低频振荡参数的分析方法和基于广域信号设计的阻尼控制器。通过对各种方法的比较,指出信号噪声和电力系统的非线性本质是影响分析结果的主要因素。基于广域信号设计阻尼控制器的目的在于改善对区域振荡模式的可观性,但是WAMS信号的选择、与当地信号的配合、量测的延时及其不可观性是研究中的难点。     

电力系统低频振荡分析与抑制综述

随着电力系统的迅速发展以及互联规模的急剧扩大,电力系统低频振荡问题已成为影响其动态稳定性以及远距离传送容量的重要因素,对趋于运行极限状态的电力系统尤其如此。鉴于此,文章综述了目前低频振荡的各类分析方法以及抑制策略,通过对比及分析阐明了各种分析方法及抑制策略的优缺点,并进一步对未来研究方向作了探讨。     

基于改进的Prony算法在线辨识电力系统低频振荡模式

基于传统的Prony算法对输入信号要求较高,同时对分析数据的噪声非常敏感,提出了一种改进的Prony算法,对在线获取的信号进行快速拟合,从而分析出信号的振幅、阻尼比、频率和相角等信息。改进的Prony算法的拟和精度在36节点的多机系统中进行验证,该算法输入信号是基于广域测量系统提供的各机组功角变量。仿真计算结果表明,该改进算法可实现低频振荡主导模式的在线辨识。     

基于改进多信号矩阵束算法的电力系统低频振荡识别

提出了适用于电力系统低频振荡模态识别的改进多信号矩阵束算法。利用奇异值分解（Singular value decomposition,SVD）分离信号和噪声子空间,确定阶数并消除信号噪声。通过建立多信号归一化的样本函数矩阵对矩阵束算法进行改进,辨识电力系统模态。利用原始Prony法、谐波恢复的Prony法和改进的多信号矩阵束法,对理想信号和仿真系统进行分析。结果表明多信号矩阵束法的辨识精度较高,具有一定的抗噪能力,并且通过对多信号归一化的处理避免了不同类型信号叠加时较小信号的湮没,适用于低频振荡在线识别。     

基于改进的Prony算法在线辨识电力系统低频排振荡模式

基于传统的Prony算法对输入信号要求较高,同时对分析数据的噪声非常敏感,提出了一种改进的Prony算法,对在线获取的信号进行快速拟合,从而分析出信号的振幅、阻尼比、频率和相角等信息.改进的Prony算法的拟和精度在36节点的多机系统中进行验证,该算法输入信号是基于广域测量系统提供的各机组功角变量.仿真计算结果表明,该改进算法可实现低频振荡主导模式的在线辨识.     

电力系统低频振荡的分析和控制

文章对电力系统的稳定性进行了描述,指出了电力系统低频振荡的产生与分类,结合电力系统的实际发展情况,研究了低频振荡的分析方法和优缺点,简要分析了控制低频振荡的措施,希望借此提高电力系统的稳定性。     

面向广域阻尼控制的电力系统降阶辨识

广域阻尼控制是抑制电力系统区间低频振荡极具潜力的手段,降阶辨识方法可用于获取广域阻尼控制器设计所需要的模型。电力系统的维数成千上万,基于模式可控可观性分析提出了电力系统面向阻尼控制器设计的可降阶原理、降阶误差分析方法以及基于降阶原理估计和BIC准则的模型定阶方法,并研究了降阶辨识实验的激励信号和预滤波器设计。四机系统的仿真算例表明了所提出的面向广域阻尼控制的电力系统降阶辨识原理与方法的有效性。     

互联电力系统低频振荡的广域Prony分析

基于广域测量系统及机电扰动的传播特性提出了低频振荡模式辨识新思想:在各供电区域选择一台发电机,在某一时刻同时在其机端施加一个小扰动,然后同时对每个区域的发电机电功率信号进行Prony分析,依据振荡的幅值可准确得出所有机电振荡模式.采用基于Prony分析的留数法可得到各发电机对振荡模式的参与程度.基于此提出低频振荡的广域Prony分析方案,由数据预处理、模型阶数选取、振荡模式分析、模式留数分析、预测分析等模块构成,可准确辨识出低频振荡所有模式、确定阻尼控制器的选取和PSS最优安装地点,同时可为电力系统的紧急控制提供必要的预测数据.     

电力系统广域阻尼控制与工程应用

弱阻尼区间低频振荡是制约互联电网区域间输电能力提高的因素。传统阻尼控制器的输入主要为本地信号,不能很好地反映区间振荡模式,对区间振荡模式的阻尼效果很有限。虽然阻尼控制器应用日益广泛,但低频振荡现象仍时有发生。基于广域测量系统的广域阻尼控制是解决区间振荡问题的有效措施,其系统结构、建模、输入信号和控制地点的选择、网络通信...     

基于WAMS的低频振荡模式在线辨识算法

提出了一种基于WAMS的低频振荡模式在线辨识算法。文章从WAMS主站中心角度将辨识过程分为四个阶段:数据接收与存储,数据预处理,振荡模式参数计算和辨识结果分析。丢失数据估计、低通滤波、模型阶数优化等改进措施的应用提高了辨识过程的速度和辨识结果的可靠性。结合实际的WAMS系统和Visual Studio开发平台,设计了运行于WAMS主站的在线辨识系统。以规划中的南方电网进行的算例研究验证了辨识结果的准确性。     

电力系统混沌振荡的自适应最优控制

电力系统在周期性负荷扰动的作用下会发生混沌振荡,甚至由此而失去稳定。为抑制这种情况下的混沌振荡,保证电力系统运行的稳定性,利用自适应最优控制方法设计了在周期性负荷扰动幅值不确定以及系统参数不确定情况下的混沌振荡控制器;并利用Lyapunov稳定性理论证明了受扰的、未精确建模的电力系统在该控制器作用下可以保持渐近稳定。因此,当电力系统所受到的周期性负荷扰动的幅值不确定且引起电力系统混沌振荡甚至失去稳定时,自适应最优控制器可以使电力系统获得渐近稳定,即能回到初始平衡点上。数值仿真也表明了该控制器的控制效果。     

能量变换器四机系统低频振荡控制方法研究

能量变换器是一种新型的可以直接与电网相连的高压发电装置,针对其多机并网以及在并网后的低频振荡的重要问题研究的较少.为了进一步了解能量变换器的运行特性,采用多频带电力系统稳定控制器的控制方式,对四机互联的能量变换器进行系统建模,分析了在故障情况下,发生弱阻尼形式的低频振荡,给出了发生振荡后的转子转速变化规律,探讨了能量变换器阻尼绕组对多机系统的影响,仿真分析了多频段电力系统稳定器的对低频振荡的抑制效果,并给出了自并励励磁系统的参数和多频段电力系统稳定控制器的选择方法.仿真结果表明,多频带电力系统稳定器对弱阻尼方式的低频振荡的控制效果明显优于转速变化量的控制方式.     

计及负荷特性的电力系统低频振荡分析

针对单机-无穷大系统,推导在不同负荷特性下系统阻尼转矩系数的表达式,从理论上分析了负荷特性对低频振荡阻尼的影响,并就具体算例求出系统机电振荡模式,用Matlab软件对系统进行动态仿真,结果验证了所得结论。     

电力系统低频振荡模式的自动分类研究

大规模复杂电网在不同运行条件下其低频振荡模式变化明显,基于扰动信号和类噪声信号的振荡辨识海量结果需在线分析,以完成多个模式的自动识别与分类。针对上述问题,提出并设计了一套不依赖于经验的振荡模式自动分类系统。该系统包括特征选择和分类器两个部分,利用特征选择实现了大范围的降维,并对比分析了线性的Fisher分类器、非线性的二次型和k近邻分类器性能。进一步的,基于南方电网简化仿真数据进行了验证,其结果说明了所设计和实现方法的有效性,为进一步的预警、分群等提供了重要信息。     

基于信息物理系统融合的广域互联电网阻尼控制策略

随着信息通信技术在电网中的广泛应用,紧密融合电网与信息通信的电力信息物理系统(Cyber-Physical Power System, CPPS)为广域互联电网间的低频振荡抑制提供了便利。在电力系统海量运行数据的基础上,提出CPPS广域阻尼控制(Wide-Area Damping Control, WADC)策略。其采用可变遗忘因子最小二乘法来辨识物理系统模型,并基于此模型由广义预测控制算法(Generalized Predictive Control, GPC)生成决策控制指令。进一步地,建立通信补偿机制来补偿信息系统延时、丢包、乱序对物理系统运行的不利影响。通过Matlab和Visual Studio建立CPPS联合仿真平台来分析电力系统和信息系统的交互影响。以16机5区系统为例进行仿真,结果表明建立的CPPS联合仿真模型能够有效地模拟物理系统与信息系统的交互影响。所提出的CPPS广域阻尼控制策略,在信息系统的不利影响下,能够有效抑制电力系统低频振荡。     

七阶混沌振荡电力系统的自耦PD控制

为了抑制七阶电力系统中的混沌振荡,根据自耦PID控制理论提出了一种简单的混沌控制方法。该方法首先将七阶混沌系统控制问题分解为三个严格反馈子系统的控制问题,然后将每个子系统已知和未知动态分别定义为一个总扰动,进而将三个子系统等价映射为一个三阶线性扰动系统和两个二阶线性扰动系统。据此分别构建了在总扰动反相激励下的三个受控误差系统。根据自耦PID控制理论,分别设计了一个扩展自耦PD控制器和两个自耦PD控制器。最后分析了每个子系统的鲁棒稳定性和抗扰动鲁棒性。仿真结果验证了所提控制方法的有效性,每个状态变量均能由混沌振荡状态恢复到稳定运行状态,且控制信号光滑。因此该方法在电力混沌振荡控制系统领域具有良好的实际应用前景。     

基于自适应全局滑模的电力系统混沌振荡控制

对电力系统的二阶模型进行了混沌振荡的动力学行为分析,包括时域波形图、相图的分析。把全局滑模控制与自适应控制结合起来,设计了自适应全局滑模控制器来抑制该二阶电力系统的混沌振荡。设计的控制器克服了滑模控制需要知道系统扰动上界的缺点,同时保留了滑模控制具有良好的鲁棒性的优点。在控制器中,采用了两种不同的自适应率来对系统的扰动进行估计,并对这两种不同的自适应率在控制效果上进行了比较。仿真结果验证了控制器的有效性和良好的鲁棒性。     

基于RTDS的广域保护与控制通用测试系统

随着大范围停电事故的频繁发生和智能电网技术的发展,基于广域同步信息的保护与控制成为研究的热点.如何对广域保护与控制系统的配置、算法等进行测试验证,保证其能安全、可靠地应用于实际电力系统,已成为亟待解决的难题.提出一套面向广域保护与控制系统的通用动态测试方案,讨论建立该动态测试系统的关键技术,并给出实现方法.该广域保护与控制测试系统具有通用性,开放了必要的程序接口,在实现一个典型广域后备保护系统的基础上,只需重新配置主、子站的程序和连接关系,即可对新的广域保护与控制系统进行动态测试.     

双馈风电场阻尼系统次同步振荡的无功功率控制策略

引入无功-转速型传递函数,推导了双馈风电场无功功率对系统贡献的阻尼系数大小和性质的表达式,并基于分析获得的提供系统正阻尼条件,优化设计无功功率环附加阻尼控制策略抑制次同步振荡。以双馈风电场接入IEEE第一标准测试系统为例,基于Dig SILENT/Power Factory仿真平台对双馈风电场无功功率附加阻尼控制时的系统运行性能进行仿真比较。理论分析和时域仿真结果表明,推导的阻尼系数表达式以及得到的正阻尼范围条件可以有效分析双馈风电场无功功率对系统次同步振荡的作用,提出的风电场无功功率附加阻尼控制策略能在全次同步频段内提供最优正阻尼,且抑制效果优于有功功率附加PSS阻尼控制。