考虑时滞影响的SVC广域附加阻尼控制器设计

本文提出了考虑时滞影响的静止无功补偿器(SVC)广域附加阻尼控制器的设计方法。以含有SVC的新英格兰电力系统为例,通过几何可控/可观度分析选择SVC的附加阻尼控制器的广域输入信号,采用留数法计算得出了其时滞补偿参数,随后采用时滞稳定性判据分析了含有SVC常规附加阻尼控制器的增益与闭环电力系统的时滞稳定裕度的关系,最后根据时滞稳定裕度结果确定了SVC附加阻尼控制器的增益。仿真结果表明,考虑时滞影响的SVC附加阻尼控制器既能够提高系统的阻尼特性,又具有一定的时滞鲁棒性。     

基于混沌变异粒子群算法的PSS与SVC阻尼控制器协调优化设计

同步发电机的电力系统稳定器(PSS)与静止无功补偿器(SVC)中附加阻尼控制器相结合可以有效抑制系统低频振荡,从而提高电网的动态稳定性。为使阻尼控制器参数相互匹配,本文提出一种基于混沌变异粒子群优化(CMPSO)算法的PSS与SVC阻尼控制器的参数协调计算方法。该方法以传统粒子群优化(PSO)算法为基础,为避免种群陷入局部最优,算法迭代后期对粒子进行混沌变异操作,从而提高算法的全局搜索能力。综合考虑系统的超调量和响应速率,以阻尼比最大和特征根实部最小为目标函数,将多机电力系统中阻尼控制器参数设计问题转换为带有不等式约束的目标优化问题。在四机两区域系统上的仿真算例表明,CMPSO算法与传统PSO相比具有更好的全局寻优能力。PSS与SVC阻尼控制器的协调优化设计能够在不同的干扰下有效抑制低频振荡,增强电力系统的暂态稳定性,减少故障后的电压波动。     

SVC广域辅助控制阻尼区域间低频振荡

SVC已经广泛应用于电力系统的无功支持和电压控制,广域测量系统在国内外也已有许多工程应用.本文利用广域测量信号为输入设计SVC的附加阻尼控制(PSDC).首先阐述了SVC提供阻尼的机理,然后提出了综合留数指标的概念,并据此选择具体的控制输入信号;接着基于测试信号法和留数根轨迹方法相结合进行PSDC的参数设计;并利用PSS/E进行了特征值分析和时域仿真分析验证了所设计的附加阻尼控制器的有效性.最后针对国内某实际电网外送工程中安装的SVC设计了相应的阻尼控制器,时域仿真证明了SVC广域附加阻尼控制的有效性.     

多通道次同步附加阻尼控制器协调优化策略研究

为提高电力系统的小干扰稳定性,抑制系统中的次同步谐振,研究了多通道次同步附加阻尼控制器之间的协调优化策略。基于模态分离和相位补偿设计了多通道SEDC、TCSC-SSDC和HVDC-SSDC,在充分研究了所有次同步附加阻尼控制器的特点及其适应性的基础上,建立了修改后的IEEE SSR第一标准测试系统,以待改善谐振模式阻尼比最大化为优化目标建立优化模型。利用遗传算法对阻尼控制器参数进行协调优化,以得到能最大程度提高谐振模式阻尼的控制器参数。特征值计算和时域仿真结果表明,经过参数协调优化的多通道附加阻尼控制器能有效地抑制次同步谐振,改善了系统的小干扰稳定性。     

基于电子电力变压器的电力系统低频振荡抑制策略

提出了一种利用电子电力变压器的附加阻尼控制器来提高电力系统阻尼的方法,建立了电子电力变压器的数学模型,研究了电子电力变压器的矢量控制策略。提出在电子电力变压器有功控制环中增加阻尼控制器来提高系统阻尼的控制策略,研究了基于频率响应法的附加阻尼控制器参数设计方法,在两区四机系统中设计了电子电力变压器阻尼控制器的参数,并通过时域仿真验证了阻尼控制器的有效性。     

面向超低频振荡的水电调速器与SVC附加频率控制参数联合优化

互联电网超低频振荡抑制对系统安全稳定运行至关重要,现有研究仅考虑水电调试器PI控制参数优化的措施,可能导致水电调频能力降低。随着电网中静止无功补偿器(SVC)数量的显著增长,通过SVC附加频率控制为超低频振荡抑制提供了新的思路,于是提出了一种SVC附加频率控制与水电调速器PI参数联合优化方法。首先,建立了包含水轮机和SVC的单机单负荷系统等值模型,分析SVC的附加频率控制原理,并分析所提模型对系统超低频振荡的抑制作用;在此基础上,以超低频振荡阻尼系数和水电机组一次调频性能为优化目标,通过优化设计控制器参数以提升系统整体的超低频振荡抑制能力;最后,在PSCAD/EMTDC平台上搭建了水电机组和SVC仿真模型,对所提方法进行有效性验证。仿真结果表明,该方法可有效提升高比例水电电网超低频振荡阻尼能力,同时提升水电机组调频能力。     

SVC Light次同步振荡阻尼特性分析

以绝缘栅双极晶闸管(IGBT)和脉宽调制(PWM)控制为基础的新型静止无功补偿装置(SVC Light),可快速调节其与交流系统间交换的感性或容性无功功率,具有提高振荡阻尼特性的能力。介绍SVC Light的工作原理,推导出三相abc坐标系下的数学模型,建立基于受控电压源和受控电流源的等效仿真模型,并设计出基于比例-积分调节器的直流电压、无功功率和交流母线电压控制器。利用复转矩系数的时域实现方法——测试信号法,分析SVC Light不同控制方式、主电路参数以及控制器参数对发电机电气阻尼特性的影响。研究结果表明,SVC Light在配置次同步附加阻尼控制器后,通过动态调节其与交流系统间交换的无功功率,可以显著增加发电机电气阻尼,有效抑制由串联电容补偿引发的发电机轴系振荡。     

SVC电压稳定控制和抑制低频振荡交互影响研究

静止无功补偿器(SVC)可以提供电压支持,提高系统电压稳定性,其附加阻尼控制又可以改善系统的阻尼状态,抑制低频振荡,这2种功能之间可能存在一定的相互作用。理论分析了单机无穷大系统中SVC的电压控制与阻尼控制的相互作用,研究表明SVC的阻尼控制与电压控制存在矛盾,增强系统阻尼振荡的能力将会牺牲电压品质。在二区域四机系统中进行仿真,验证了SVC加入附加控制器后有效提高系统阻尼比,但电压稳定性变差,此结果与理论分析相一致。     

抑制区域间低频振荡的FACTS阻尼控制

随着电力系统规模的不断扩大,区域间低频振荡正成为限制电网传输能力的瓶颈。对少数发电机组安装PSS来抑制区域间低频振荡很难有好的效果。但FACTS因其安装地点的灵活性及良好的动态性能而给抑制区域间振荡提供了新的手段。为此,利用相角补偿原理,设计控制器持续减小区域间的振荡能量,以此来实现区域间阻尼控制。以SVC为例详细说明附加阻尼控制器的设计,通过PSASP软件下的仿真结果表明,具有附加阻尼控制作用的SVC能有效地抑制区域间低频振荡。另外,对其它几种常用的FACTS器件也设计了阻尼控制器,并同样通过了PSASP下的仿真验证,阻尼效果很好。以上结果证明利用FACTS可实现区域间低频振荡的阻尼控制。     

基于线性变参数方法的VSC-HVDC变增益附加阻尼控制器设计

电压源型高压直流输电(voltage source converter based high voltage direct current,VSC-HVDC)系统的直流附加阻尼控制器能够提高交/直流并联输电系统的稳定性,增大系统区域间的阻尼,但VSC-HVDC的非线性特性,使附加阻尼控制器的性能受到影响。为解决这个问题,文中通过选取并联交流线路的有功功率作为变参数向量,应用线性变参数(linear parameter varying,LPV)方法,设计了VSC-HVDC的变增益附加阻尼控制器。仿真系统的特征值分析和时域仿真结果均表明：在系统运行方式大范围变化的情况下,文中所设计的LPV附加阻尼控制器能有效抑制交流系统区域间的低频振荡。