基于振荡能量下降原理的UPFC模糊控制器设计

研究了自适应统一潮流控制器(U PFC)模糊逻辑辅助阻尼控制器的设计方法。从振荡能量函数角度分析了U PFC安装线路的功率振荡特性,提出了以降低振荡能量为控制目标的阻尼控制策略。控制器以U PFC线路的功率为输入信号,通过对系统运行状态和控制效果进行评判,应用模糊规则自适应地调节控制参数,实现对系统功率振荡的有效抑制。控制器设计不需要系统的精确模型和参数。在10机新英格兰测试系统上的仿真研究表明,该控制器控制效果明显优于线性控制器,能有效抑制系统低频振荡,提高电力系统的动态稳定性水平,且具有较强的鲁棒性。     

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。     

UPFC抑制电力系统低频振荡的参数优化研究

为研究统一潮流控制器(UPFC)用于抑制电力系统低频振荡的效果,采用PID控制策略设计了UPFC,并利用遗传算法(GA)和粒子群算法(PSO)分别对UPFC参数进行了优化。对含UPFC的单机无穷大系统进行仿真,仿真结果显示,UPFC对阻尼电力系统低频振荡起到一定的作用,经过参数优化后系统的暂态变短,相关量的波动降低,且粒子群优化算法用于抑制阻尼电力系统低频振荡的效果优于遗传算法。     

UPFC的模糊调控控制研究

以统一潮流控制器（ＵＰＦＣ）为研究对象,针对共调制控制,引入模糊技术,设计了模糊调制顺,以抑制互联电力系统联络线功率振荡,改善系统的动态稳定性。给出了模糊调制控制器的结构,运用梯度下降法对模糊控制器的关键参数进行了优化。结合ＵＰＦＣ具有串、并联元件的特点,提出了模糊联合调制控制器,相对于单一元件调制控制,呵更有效地阻尼功率振荡。多机系统仿真结果表明模糊调控顺能有效地抑制振荡,并且在运行工况改变野性     

UPFC的外层控制器设计

根据UPFC分层控制设计原理,设计外层控制器为内层控制器提供参考信号,从而完成构建综合考虑内部动态和外部系统影响的UPFC控制体系。首先建立含UPFC的系统模型,并构造了修正能量函数。在此基础上基于控制Lyapunov函数法构造了外层控制器。在四川电网上进行的仿真表明,所提出的外层控制器能够有效改善川渝电网的动态性能,提高暂态稳定性。     

统一潮流控制器(UPFC)对次同步振荡的影响及抑制策略

FACTS等快速控制装置在一定条件下可能激发电力系统的次同步振荡问题,导致发电机轴系失稳,造成重大事故,危害电力系统的安全稳定运行。UPFC作为一种新型FACTS元件,虽然能实现母线电压控制和线路有功、无功功率的调节,但对次同步振荡影响的研究较少。同时,目前的UPFC阻尼控制器多针对低频振荡模态。故在搭建UPFC模型的基础上,运用测试信号法,研究了系统运行参数和UPFC电压有功控制等对次同步振荡的影响,并设计了相应的UPFC附加阻尼控制器。在IEEE第二标准测试系统上的计算机仿真说明,该控制器能有效提高多个扭振模态的电气阻尼,抑制系统的次同步振荡。     

UPFC抑制电网强迫振荡研究

为了抑制电网系统强迫振荡,首先通过整定合理统一潮流控制器(UPFC)主控制器参数,利用UPFC自身的动态控制作用提高系统阻尼水平;然后在其主控制器中加入辅助控制器,通过跟踪强迫振荡功率波动量并输出反相功率波对其进行抵消,从而进一步提高系统阻尼,增强UPFC对系统强迫振荡的抑制能力。在PSASP仿真平台中搭建模型,验证了所提UPFC主控制器及辅助控制器能有效抑制系统区域间联络线上的强迫振荡,从而尽可能减小强迫振荡对系统造成的损害。     

基于Hamilton理论抑制区域间低频振荡的STATCOM控制策略研究

静止同步补偿器(STATCOM)因其安装地点的灵活性及良好的动态特性是抑制区间低频振荡的有效措施之一。现有的STATCOM控制器大都基于系统的线性化模型,这将影响控制器的性能。采用广义Hamilton理论设计了多机系统中STATCOM抑制系统区域间低频振荡的控制策略。构造具有系统振荡能量概念的Hamilton能量函数,将包含STATCOM的多机等值系统描述成广义Hamilton系统形式,利用Hamilton系统控制理论,从降低系统振荡能量角度设计STATCOM的控制策略。通过PSCAD/EMTDC平台搭建典型的四机两区域系统,仿真结果表明了所提模型与控制策略的正确性和有效性。     

阻尼联络线低频振荡的SVC自适应模糊控制器研究

从暂态能量的角度对区域模式振荡的过程进行分析，提出以降低区域间振荡能量为控制目标的阻尼控制策略，设计出附加在SVC上的自适应模糊控制器，以提高互联系统的动态稳定性水平。该控制方案不需预知系统具体参数，通过对系统运行状态和控制效果进行评判，依据模糊规则自适应地对控制参数进行调节，实现对区域模式振荡的有效抑制。数字仿真表明，该控制器能有效地提高互联系统的动态稳定性水平，对不同的系统运行方式和振荡模式具有较强的鲁棒性。     

基于模糊滑模控制理论的SSSC控制器的研究

提出了一种静止同步串联补偿器(Static Synchronous Series Compensator,SSSC)的模糊滑模控制器设计方法,控制目标是阻尼系统功率振荡。建立装有SSSC的单机系统数学模型,采用状态反馈精确线性化方法,将非线性的数学模型转化成线性的形式,运用分散滑模控制理论和模糊控制理论进行SSSC模糊滑模控制器的设计。对含有SSSC的单机无穷大系统进行三相短路故障仿真,仿真结果表明本文设计的模糊滑模控制器能快速有效地阻尼系统功率振荡。     

一种广域滑模模糊HVDC附加控制器设计方法

区域间的低频振荡成为限制区域联络线输送功率大小,影响互联电网安全稳定运行的主要因素之一。为了抑制区域间低频振荡问题,提出了基于滑模控制思想的HVDC模糊附加控制器设计方法。控制器采用广域信号作为反馈输入,基于李亚普莫夫稳定性定理由实时的广域信号确定滑模切换面,从而引入滑模控制理论作为模糊推理的依据,针对典型存在区域间振荡模式的系统在不同的工况下分析了该控制器的实用效果。特征值分析表明,在不同的运行工况下,系统区域间阻尼模式的阻尼都得到很大增强。通过非线性仿真的手段,验证了在不同的工作模式下,不同故障时控制器的动态性能,结果表明控制器均能发挥良好的附加阻尼效果。     

基于极大极小值原理的UPFC控制器设计

统一潮流控制器(UPFC)是一个多功能柔性交流输电系统(FACTS)装置,而电力系统的运行条件经常变化,如何协调设计UPFC的多控制通道并确保电力系统大范围稳定是一个难点。文中以特征值尽可能位于远离虚轴的左半平面为目标函数,将阻尼控制器的参数优化问题转化为一个极大极小值优化问题,并通过一种两种群遗传算法加以求解,以适应电力系统运行条件的大范围变化。与传统的控制器设计方法相比较,文中所提出的方法具有设计简便、智能化程度高、控制器适应性好的优点。以新英格兰测试系统为例,设计了UPFC控制器以抑制系统中可能发生的低频振荡。时域仿真结果表明基于极大极小值原理设计的UPFC控制器能适应宽广运行条件的变化,确保系统的大范围稳定。     

基于Pade近似的广域电力系统关键模态时滞轨迹分析

采用广域阻尼控制可有效地提高大型互联系统的动态性能,但广域信号传输带来的时滞对广域电力系统关键模态产生显著影响,从而改变闭环系统稳定性,因此关键模态时滞变化轨迹分析对于广域阻尼控制设计具有重要理论意义。首先采用Pade近似方法将时滞环节转化为状态空间表达式,从而建立考虑时滞环节的电力系统线性化模型;之后建立时滞对电力系统机电模态的影响关系模型;采用Arnoldi特征值计算方法研究时滞对区间振荡模态、局部振荡模态和时滞相关模态的影响规律。以四机两区域系统和New England系统为测试系统,仿真结果表明该方法能够较准确地求解上述模态随时滞变化趋势,从而验证了该方法的有效性。     

基于自调整变间距模糊控制的UPFC的研究

针对统一潮流控制器(UPFC)控制系统的设计,提出了一种在全论域范围内带用自调整因子的变间距模糊控制算法,该算法能同时提高系统稳态精度和动态性能,并且本身具有优化的特性。仿真结果表明:所设计的控制系统可以有效地控制节点电压和线路潮流,改善了电力系统的暂态稳定性,并且响应快,精度高,鲁棒性强。     

交流伺服系统的一种新型位置控制器

文章将模糊逻辑控制和滑模变结构控制两者有机结合,为矢量控制交流伺服系统提出并设计一种新型位置控制器.它由一维模糊控制器和一维模糊逻辑推理机构两部分组成,模糊控制规则由滑动模态到达条件得到.该控制器具备模糊控制与滑模控制两者的优点,同时较好地解决了滑动模态的抖动.仿真结果表明:它能明显增强系统的动静态性能.     

惯量对区域振荡模式的影响

机组的惯量对区域振荡频率和阻尼有着较大的影响。以两机系统为例推导了区域振荡模式与不同区域机组等值惯量之间的关系,并以两机与四机系统作为仿真算例．利用特征根分析法,得出区域振荡模式随着不同区域等值惯量以及不同区域内机组惯量的变化曲线。把仿真结果与估算公式相比较,分析得出区域内机组不同调因素对区域振荡频率影响较小。而对区域振荡阻尼影响较大的结论。     

一种新型的UPFC控制策略设计

针对给定的UPFC的控制目标,提出了一种在全论域范围内带有自调整因子的变间距模糊交互控制策略,并将其应用于UPFC的控制系统设计中,减少了多个调整因子寻优的复杂性,克服了等间距模糊量化在提高系统稳态精度和提高系统的动态性能之间存在的矛盾以及解耦控制在电力线运行点不确定的情况下很难做到精确解耦的缺点。并对含有UPFC的单机无穷大系统进行了仿真研究,仿真结果表明所设计的UPFC控制系统可以有效地控制线路潮流、节点电压和UPFC直流侧电容电压,并且响应速度快、超调小、控制精度高、鲁棒性强。     

基于模糊滑模控制的双馈风力发电机阻尼控制器设计

随着风电机组并网容量不断增大,通过风电机组功率调节能力抑制区域间低频振荡成为研究热点。通过运用暂态能量函数法解释双馈风电机组阻尼区域间低频振荡的原理,在此基础上,引入模糊滑模控制,在双馈风电机组的转子侧变流器上设计了抑制系统振荡的模糊滑模阻尼控制器。该控制器采用区域电力系统的振荡信号作为反馈输入,在系统振荡过程中,通过改变双馈风电机组的有功功率为系统提供阻尼,进而起到抑制系统振荡的作用。最后,在Matlab软件上进行三相短路故障、机端扰动和负荷突变扰动三种工况仿真分析,证明控制器在抑制系统振荡方面具有一定的鲁棒性。