基于SSSC和励磁协调抑制次同步振荡的线性最优控制器设计

为研究机电扰动情况下静止同步串联补偿器(SSSC)和励磁线性最优控制器(LOSEC)对次同步振荡(SSO)的抑制效果,提出用经典线性最优控制理论并结合次时间最优控制的加权矩阵方法设计该控制器。此外,与无控制器及SSSC最优控制策略(LOSC)对比,分析系统的特征值,可以看出LOSEC能有效地提高系统阻尼比和运行稳定性。最后,在Matlab/Simulink上搭建了包含SSSC的单机无穷大系统电磁暂态模型。仿真结果证实该设计的LOSEC方法在短路扰动下抑制次同步振荡的效果更显著。     

静止同步串联补偿器变参数非线性暂态稳定控制器的设计

静态同步串联补偿器(SSSC)对发电机暂态电动势、转子角速度等的直接影响为阻尼电力系统低频振荡提供了可能。文章在电力系统转子运动方程中计及了SSSC的作用,提出了SSSC的自适应变参数非线性控制方法。以SSSC 注入电压的相角和幅值调制系数为控制变量,在电力系统分析综合程序(PSASP)中利用用户自定义模型和程序接口(UD&UPI)建立了SSSC的暂态控制器,并利用EPRI-7 节点系统进行了暂态仿真,仿真结果验证了文中控制方法抑制低频振荡的有效性。     

静止同步串联补偿器的机电暂态特性研究与仿真

静止同步串联补偿器(SSSC)是FACTS家族中新兴的串联补偿元件,对其暂态特性的研究有助于使其更好地与继电保护装置及重合闸的协调配合。在介绍SSSC基本原理的基础上,根据加入SSSC后单机无穷大系统的动态方程,利用Matlab中的电力系统仿真库搭建了含SSSC的单机无穷大系统,并对其机电暂态特性进行了仿真。仿真结果表明系统发生故障后SSSC能有效地抑制功率振荡,并且SSSC不同的投入方式所产生的抑制效果不同。在此基础上还总结了区内区外故障时SSSC的投入运行方式,且线路区内故障时SSSC若以旁路运行方式投入则能达到最佳效果。     

SSSC与发电机励磁最优协调控制

为提高电力系统阻尼振荡的能力,利用静止同步串联补偿器SSSC(static synchronous series compensator)的串联补偿特性,在单机无穷大系统下建立了带SSSC的修正Phillips-Heffron模型,提出SSSC与发电机励磁最优协调控制策略;将SSSC补偿阻抗作为控制器的控制变量,推导出控制器数学模型。仿真结果表明,与常规线性最优励磁控制相比,所提的控制策略能更有效地抑制电力系统振荡。     

静止同步串联补偿器的机电暂态特性研究与仿真

静止同步串联补偿器 (SSSC) 是 FACTS 家族中新兴的串联补偿元件,对其暂态特性的研究有助于使其更好地与继电保护装置及重合闸的协调配合.在介绍 SSSC 基本原理的基础上,根据加入 SSSC 后单机无穷大系统的动态方程,利用 Matlab中的电力系统仿真库搭建了含 SSSC 的单机无穷大系统,并对其机电暂态特性进行了仿真.仿真结果表明系统发生故障后 SSSC能有效地抑制功率振荡,并且 SSSC 不同的投入方式所产生的抑制效果不同.在此基础上还总结了区内区外故障时 SSSC 的投入运行方式,且线路区内故障时 SSSC 若以旁路运行方式投入则能达到最佳效果.     

基于微分几何方法的静止同步串联补偿器非线性控制

提出了一种改进的坐标变换,使得微分几何方法可直接应用于求解静止同步串联补偿器(SSSC)非线性控制策略.此外,改进的坐标变换同样也可以简化实现精确线性化的过程.结合线性最优控制理论,得到了SSSC非线性最优控制策略,并将其应用于提高系统阻尼.最终,应用实时数字仿真器(RTDS)搭建了包含SSSC的单机无穷大系统电磁暂态模型,仿真结果证实本文所提出的SSSC非线性最优控制策略对于功率振荡具有明显的抑制效果.     

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。     

基于非线性控制理论的SSSC控制器的研究

提出了一种运用非线性最优控制理论设计SSSC控制器的方法。在分析SSSC原理的基础上，导出了SSSC的动态数学模型。并运用MATLAB的仿真工具建立了SSSC的仿真模型，对含SSSC的单机无穷大系统发生三相短路故障进行了仿真。仿真结果表明采用非线性控制器，SSSC能有效改善电力系统的稳定性。     

基于非线性控制理论的SSSC控制器的研究

提出一种运用非线性最优控制理论设计静止同步串联补偿器(SSSC)控制器的方法。在分析SSSC原理的基础上，导出SSSC的动态数学模型。并运用MATLAB的仿真工具建立了SSSC的仿真模型，对含SSSC的单机无穷大系统发生三相短路故障进行仿真。仿真结果表明，采用非线性控制器，SSSC能有效地改善电力系统的稳定性。     

交直流并联系统稳定器与附加控制器协调控制设计

针对具有低频振荡现象的交直流并联系统,建立了单机无穷大系统的小干扰线性化模型,在对其进行低频振荡机理分析的基础上,设计了电力系统稳定器 (PSS)和直流附加控制器 (DCM)进行直流调制.当两种控制器分别控制和协调控制时,对低频振荡的抑制作用进行了比较,结果证明对于含有直流线路的系统,应该利用PSS和DCM协调控制,才能较好地抑制低频振荡.     

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。     

利用光伏发电系统抑制电网功率振荡的研究

由于功率振荡严重威胁电网的安全稳定运行,基于光伏发电系统能独立控制其注入电网有功、无功的特点,提出了利用光伏发电系统来抑制电网功率振荡的方法,首先在理论上分析了单机无穷大系统中基于光伏电池的功率振荡抑制的原理,然后对单机无穷大系统带光伏发电系统运行进行了仿真分析。理论分析表明通过有功和无功的附加控制,光伏并网系统能够增加系统的阻尼。仿真结果进一步验证了其在单机无穷大系统中抑制振荡的有效性。得出大容量并网光伏发电系统可作为抑制系统振荡有效装置的结论。     

基于VSC的DCIPC抑制电力系统低频振荡的研究

根据电压源换流器(VSC)和相间功率控制器(IPC)的基本工作原理,以VSC代替IPC的移相环节构建了动态可控的相间功率控制器(DCIPC)。本文基于含一台DCIPC的单机无穷大和多机系统,建立了包含DCIPC电压源换流器VSC动态模型的系统动态方程,得到以VSC的调制比增量Δm和注入电压相角增量Δθ为输入,系统功角变化量Δδ为输出的Phillips-Heffron模型,并由此得出IPC在单机无穷大系统和多机系统中能够抑制低频振荡的理论依据。分析了IPC中阻尼功率振荡的控制参数,采取合理的控制策略调节IPC的参数,可以增加系统的阻尼转矩,使系统的振荡得到平息,提高系统运行的稳定性。     

STATCOM versus SSSC for power system stabilization

Flexible alternating current transmission systems (FACTS ) are gaining more attention in power utilities because of their advantages of controllability, reliability, and operation over a wide range. Static synchronous compensator (STATCOM) and static series synchronous compensator (SSSC ) are prominent FACTS topologies; they have the ability to instantaneously regulate active/reactive powers and stabilize the power system following severe disturbances. In this paper, STATCOM and SSSC are compared with regard to their damping action on power system oscillations. The comparison is extended to the controller design strategies. Two distinct meta‐heuristic optimization approaches, namely chaos (CO) and simulated annealing (SA), are recommended for the optimal design of the SSSC and STATCOM damping controller. To assess the promising FACTS topology, a single‐machine infinite bus system is subjected to several disturbances while operating at different loading levels. MATLAB/Simulink is used as a platform to investigate the dynamic performance of the system under consideration with STATCOM and SSSC . Simulation results reveal the superiority of SSSC in damping power system oscillations in terms of response speed and stability margin. Moreover, the CO optimization scheme seems to outperform the SA algorithm in terms of computation requirements and global optimal convergence. © 2017 Institute of Electrical Engineers of Japan. Published by John Wiley & Sons, Inc.     

Impacts of the SSSC control modes on small-signal and transient stability of a power system

In order to accomplish specific compensation objectives a static synchronous series compensator (SSSC) may be controlled by several ways. The most common control modes of the SSSC are: (1) constant voltage mode, (2) constant impedance emulation mode, and (3) constant power control mode. Moreover, to improve the dynamic performance of the system, a SSSC may be equipped with supplementary controllers, such as damping controls. Therefore, this paper investigates the impacts of different SSSC control modes on small-signal and transient stability of a power system. The performance of different input signals to the power oscillation damping (POD) controller is also assessed. The stability analysis and the design of the SSSC controllers are based on modal analysis, non-linear simulations, pole placement technique, and time and frequency response techniques. The results obtained allow to conclude that the usage of the SSSC in the constant impedance emulation mode is the most beneficial strategy to improve both the small-signal and transient stability.     

STATCOM与SSSC改善电力系统阻尼的比较研究

电力系统故障过程中暂态能量的消失速率可以作为系统能否快速到达静态平衡点的一个标准,同时也可以看作系统阻尼的一个指标。基于这个理论,针对静止无功补偿器(STATCOM)和静止同步串联补偿器(SSSC)在系统故障过程中对系统作用的不同,分析并得出了一个单机无穷大系统故障过程中STATCOM与SSSC向系统提供的附加阻尼的表达式。仿真结果表明,STATCOM与SSSC都能够显著改善系统阻尼,但SSSC比STATCOM能更好地为系统提供阻尼,改善系统动态性能。