虚拟惯性时间常数对互联电网小干扰稳定影响研究

传统同步发电机的惯性时间常数是不变的物理参数,虚拟同步发电机的推广与应用使得系统惯性时间常数具有可变性和可调性,继而有可能影响互联系统的小干扰稳定性。论文以VSC-HVDC为研究对象,对其进行虚拟同步发电机控制建模,然后基于特征分析法,对等值联网系统求解低频振荡衰减因子的解析表达式,分析了不同场景下惯性时间常数对小干扰稳定水平的影响程度,发现当惯性时间常数与阻尼系数在同一个数量级时对小干扰稳定有较大影响。最后在两区四机经典模型中验证了结论,对于虚拟同步发电机参数整定和研究互联系统的小干扰稳定性分析及控制具有一定的参考价值。     

AC-2型励磁系统参数优化研究

通过模型仿真与程序设计相结合的方法来研究AC 2型励磁系统参数优化问题。解决了利用Matlab语言中的Simulink软件包对单机-无穷大母线系统(SMIB)的励磁控制进行建模与仿真时,AC 2型励磁系统与发电机接口的模型建立问题及模型中非线性环节处理的问题。分析了模型中的参数KA(放大倍数)和TA(时间常数)变化时,系统的时域响应特性,得出了励磁控制系统(ECS)参数对电力系统暂态性能影响的规律。以此为依据,并通过程序设计,求出了给定工况下AC 2型励磁系统参数的最优值。     

AC-2型励磁系统参数优化研究

通过模型仿真与程序设计相结合的方法来研究AC-2型励磁系统参数优化问题.解决了利用Matlab语言中的Simulink软件包对单机-无穷大母线系统(SMIB)的励磁控制进行建模与仿真时,AC-2型励磁系统与发电机接口的模型建立问题及模型中非线性环节处理的问题.分析了模型中的参数KA(放大倍数)和TA(时间常数)变化时,系统的时域响应特性,得出了励磁控制系统(ECS)参数对电力系统暂态性能影响的规律.以此为依据,并通过程序设计,求出了给定工况下AC-2型励磁系统参数的最优值.     

最优控制在提高移动电站动态稳定性中的研究

从理论角度分析移动电站电力系统的动态过程,并进行了线性化,将整个过程表示为一个微分方程,通过对该方程的特征根分析,得到在一定条件下系统的总阻尼是守恒的结论,并且分析了不同放大倍数和励磁时间常数时系统的阻尼特性和系统的振荡情况。为了提高移动电站动态稳定性,引入最优励磁控制方式,对线性化的动态系统,求解相应的Riccati方程,得到控制规律,并采用MATLAB仿真电站动态时电压变化,结果表明最优励磁控制方式优于传统励磁控制方式的动态特性。     

基于线性最优控制和积分控制的励磁控制器设计

为了进一步改善传统线性最优励磁控制中的动态性能和调节精度,基于同步发电机的派克模型推导出了供设计线性最优励磁控制规律用的单机无穷大系统的线性化状态空间方程。以该方程为基础,设计了一种同时以机端电压、有功功率、无功功率、角速度、功角作为反馈量的线性最优励磁控制器,将发电机功角、无功功率这两个与稳定性和品质密切相关的重要参量引入控制规律。同时,为了提高机端电压的调节精度,基于稳态调整与动态调节区分开来的思想,将积分调节引入励磁控制规律。通过Matlab进行算例仿真,结果表明所设计的励磁控制规律与传统规律相比,能够有效地提高电力系统在大、小扰动下的稳定性,同时在电压调节精度方面亦有所改善。     

与SG具有一致响应的VSG小信号建模和分析

提出一种新型的虚拟同步发电机(VSG)设计方法,构建虚拟的励磁控制器、调速器和电磁暂态模拟单元。分别对机端电压的d、q分量引入PI控制器,以达到VSG与同步发电机(SG)具有一致响应的目的。建立VSG单机无穷大系统小信号模型,求取并分析系统特征根及其参与因子。分析惯性时间常数、励磁参数对VSG小信号稳定性的影响规律,发现其与SG相关理论吻合。同时分析PI控制参数、线路参数对系统小信号稳定性的影响。利用MATLAB/Simulink仿真验证了上述方法的正确性。     

励磁系统关键参数对发电机组暂态特性的影响研究

发电机励磁控制系统对电力系统的静态稳定、动态稳定和暂态稳定特性都有显著影响,在电力系统稳定计算中采用正确的励磁系统模型和参数对稳定计算结果至关重要。励磁系统参数众多,包括励磁机时间常数、励磁系统总的静态增益、PID环节时间常数、发电机励磁绕组定子开路时间常数等。本文以湖北省某三机励磁系统为例,分析了以上参数对发电机组暂态特性的影响,可为存在类似情况的励磁系统模型参数校核和参数优化提供参考。     

石洞口二厂600MW机组自并励励磁系统暂态行为分析

自并励励磁系统以其简单、快速、可靠而应用日益广泛。本文以上海石洞口二厂６００ＭＷ机组［１］为例，详细分析了该类励磁系统在系统短路故障后的动态行为，并计算了不同短路故障下的临界阻抗值及转子回路等值时间常数，为系统暂态稳定分析和继电保护配置提供了依据。     

石洞口二厂600MW机组自励励磁系统暂态行为分析

自并励励磁系统以其简单、快速、可靠而应用日益广泛。本以上海石洞口二厂６００ＭＷ机组为例，详细分析了在励磁系统在系统短路故障后的动态行为，并计算了不同短路故障下的临界阻抗值及转子回路等值时间常数，为系统暂态稳定分析和继电保护配置提供了依据。     

励磁系统实测与仿真中发电机参数的选取

分析发电机参数中的开路时直轴次暂态时间常数T″do和暂态时间常数T′d0的物理原理的基础上,通过仿真对比进一步研究了其对励磁系统仿真测试的影响.根据分析结果并结合励磁系统测试与仿真经验给出了直轴次暂态时间常数选值的依据.同时,由于发电机定子绕组开路时励磁绕组的时间常数T ′do采用传统方法求得的结果存在较大误差,也给出了相应的校核方法.     

基于线性矩阵不等式的最优鲁棒励磁调节器设计

以发电机之间的关联作用作为每一台发电机的扰动，将N机电力系统化为N个定义了扰动集的独立子系统，分别建立各子系统鲁棒控制模型。通过求解线性矩阵不等式，得到最优鲁棒控制策略。该控制策略既分散实现，又保证全局稳定。将鲁棒励磁调节器安装在两区域互联系统的发电机上，仿真表明，当联络线不同位置发生短路扰动时，系统都能保持良好的功角稳定性和电压调节精度。     

多机电力系统分散鲁棒励磁控制器的研究

提出了一种能够有效提高多机电力系统稳定性的分散鲁棒控制策略。采用发电机机端电压的相角和幅值表示发电机与系统其他部分的相互联系,并且针对由调速器的不稳定调节造成的发电机输入机械功率的波动,以及由电网中无功功率和有功功率的突然变化引起的发电机机端电压幅值与相角的扰动,应用鲁棒控制原理设计励磁控制器,从而实现多机电力系统的分散协调控制。仿真研究的结果表明了这种控制策略的有效性。     

基于模糊推理的模糊自适应励磁控制器

本文将模糊控制理论和线性最优控制理论结合起来，提出一种模糊自适应励磁控制器的设计方法。     

DESIGN OF A ROBUST LINEAR OPTIMAL REGULATOR FOR SYNCHRONOUS GENERATOR EXCITATION CONTROL

ABSTRACT

This paper presents a technique for designing generating units linear optimal regulators with extended stability region around nominal operating points. The technique uses a stability robustness criterion for the selection of the relative weights between the control effort and the system state regulation In the linear regulator quadratic performance index. The resulting regulator is stability robust in the sense of tolerating a specified set of unit parameter variations. By proper specification of the parameter variations, a robust linear optimal regulator Is obtained which guarantees unit stability in an extended region of operation around a given operating point. Example results are presented to substantiate the proposed technique by application to the design of a linear optimal regulator for a generating unit excitation system.     

分散励磁与超导储能装置的干扰抑制控制

提出了一种新的设计多机电力系统中励磁和超导储能装置的分散L₂增益干扰抑制控制器的方法。文中首先建立了含超导储能装置的多机电力系统的动态模型，继而利用递推方法设计励磁和超导储能装置的增益干扰抑制控制器，所得控制器可以利用本地测量量实现。计算机仿真结果说明了所设计的控制器可以提高系统的暂态稳定性，显著改善系统的动态性能。     

发电机励磁及SVC非线性最优协调控制

发电机励磁和静止无功补偿器(static var compensator,SVC)对远距离输电的稳定性有很大影响。为了提高系统在大扰动情况下的暂态稳定性,提出一种发电机励磁系统与SVC协调非线性最优控制方法。通过建立发电机励磁与SVC系统的综合模型,将微分几何反馈线性化理论与线性最优控制理论相结合,设计了发电机励磁与SVC系统的非线性最优协调控制规律。控制信号实现了本地化,避免了远距离的信号传输。仿真结果证明,该控制方法能同时改善系统的功角稳定性和电压稳定性。     

简化测量通道的优化励磁控制

该文将常规最优励磁控制方式与PID励磁控制和PSS的特点相结合，提出了使用系统部分可测量及其微分量以构成一组状态反馈量的优化励磁控制的设计方法，简化了控制器的测量通道。文中建立了该控制系统的动态方程，计算了输电系统在该控制方式下的静态稳定性、暂态稳定性和动态特性，并与对应的常规最优励磁控制方式进行了比较。结果表明，所提出的简化测量通道优化励磁控制方式较常规最优励磁控制方式的性能更为优越，并由于简化了测量通道，实现起来更加容易。     

多机系统励磁的非线性L2增益干扰抑制控制

针对多机电力系统，基于严格耗散理论，提出了一种新的能够实现干扰抑制的励磁鲁棒非线性控制策略，在实现过程中不需要任何线性化方法。对三机系统的仿真结果表明，提出的励磁控制策略可提高电力系统暂态稳定性。     

同步电机最优励磁控制系统的研究与仿真

最优励磁控制规律是全部状态量的最优线性组合,很好地克服了传统控制方式中的单纯按机端电压偏差进行比例式调节的弱点。根据线性最优控制理论,设计了线性最优励磁控制系统。动态仿真分析表明,设计出的最优励磁系统能够有效地增加系统的阻尼,提高系统的稳定性,且能够很好地抑制系统的低频振荡,并具有较好的鲁棒性。     

基于Lyapunov函数的非线性励磁控制器设计

针对单机无穷大电力系统,将Lyapunov(李亚普诺夫)稳定性理论应用于电力系统的非线性励磁控制,提出了一种实用的发电机非线性优化鲁棒励磁控制律.仿真结果表明,设计的励磁控制器不仅可提高系统的鲁棒性,抑制干扰对系统的影响,而且提高了励磁控制系统的反应速度,改善了电力系统的动态性能.