一种优化系统动态性能的新型SSSC控制策略

静止同步串联补偿器(SSSC)具有快速潮流控制的能力,选择好的控制策略能够充分发挥SSSC的作用。本文计及逆变器的损耗及直流侧电容电压的动态调节过程,在两相同步旋转dq坐标系下建立了SSSC的数学模型。在分析此模型的基础上提出了基于部分状态反馈的dq轴解耦策略,同时还提出了直流侧电容电压和线路有功功率的控制方法。在Matlab/Simulink动态仿真环境中搭建了SSSC的数学模型及控制系统的仿真模型,并基于该模型对直流侧电容电压调节过程、线路传输有功功率的调节过程和SSSC的暂态过程进行了仿真,仿真结果表明该控制策略的有效性和适用性。     

静止同步串联补偿器的最优控制研究与仿真

提出了用线性最优控制原理对SSSC进行最优控制设计的方法,采用了MATLAB中的动态仿真工具Simulink建立了SSSC的仿真模型,并以含SSSC的简单系统为例,用S－Function仿真分析了SSSC在系统故障过程中的暂态特性和对系统有功功率的调节特性,验证了该方法的有效性。     

基于状态反馈精确线性化变结构控制的SSSC控制器设计

提出一种基于状态反馈精确线性化变结构控制的静止同步串联补偿器(SSSC)控制器设计方法.考虑到SSSC交流侧电压幅值和相角以及直流侧电容电压的动态调节过程,建立了SSSC在同步旋转dq坐标系下的非线性数学模型,在此模型的基础上,采用状态反馈精确线性化方法将原非线性系统转化为线性系统.然后,应用变结构控制原理设计SSSC控制器,同时通过PI控制稳定直流侧电容电压.最后,利用MATLAB仿真软件搭建了装设有SSSC的110kV输电系统的仿真模型,仿真结果表明了所设计的控制器能够很好地根据需求来改善电网输电能力,具有良好的暂态控制性能.     

基于神经网络自适应PI控制的SSSC潮流控制器

提出了一种基于神经网络自适应PI控制的SSSC潮流控制策略,并设计了控制器的结构。该控制器主要由系统辨识和PI参数整定两个神经网络组成,并给出了它们的学习算法。该控制器在动态过程中,利用神经网络对SSSC的有功控制器和无功控制器的PI参数进行在线调整,提高了控制器的自适应能力和鲁棒性。在Matlab动态仿真环境中建立了控制系统的仿真模型,并基于此模型对系统的暂态行为和输电线路潮流的调节过程进行了仿真,仿真结果验证了该控制器在潮流控制上的有效性和适应性。     

基于精确反馈线性化方法的SSSC非线性控制器

抑制电力系统功率振荡是静止同步串联补偿器的重要作用之一,考虑了静止同步串联补偿器(static synchronous seris compensator,SSSC)直流侧电容电压的动态调节过程以及各变量间的相互作用建立了SSSC的多变量仿射非线性模型,在此模型基础上,用精确反馈线性化方法设计了SSSC的非线性多输入多输出控制器。该控制器不仅能快速抑制系统功率振荡,还能使直流侧电容电压保持恒定。Matlab仿真结果验证了模型的有效性表明,所设计的控制器能有效地阻尼系统的功率振荡。     

基于神经网络自适应PI控制的SSSC潮流控制器

提出了一种基于神经网络自适应PI控制的SSSC潮流控制策略,并设计了控制器的结构.该控制器主要由系统辨识和PI参数整定两个神经网络组成,并给出了它们的学习算法.该控制器在动态过程中,利用神经网络对SSSC的有功控制器和无功控制器的PI参数进行在线调整,提高了控制器的自适应能力和鲁棒性.在Matlab动态仿真环境中建立了控制系统的仿真模型,并基于此模型对系统的暂态行为和输电线路潮流的调节过程进行了仿真,仿真结果验证了该控制器在潮流控制上的有效性和适应性.     

基于EMTDC的静态同步串联补偿器稳态及暂态特性分析

通过对静态同步串联补偿器(static synchronous series compensator,SSSC)机理的分析,提出了应用正弦脉宽调制(sinusoidal pulse width modulation,SPWM)技术的SSSC控制器实现方案。控制回路设计中通过对正弦参考波相角偏移量的控制使直流电容电压保持恒定。SSSC稳态时的主要作用是对被补偿线路有功功率进行调控,控制器设计中综合考虑了调制系数与补偿方式(容性或感性)之间的相关性,实现了对线路有功功率的灵活控制,响应速度和波动都满足要求。利用PSCAD／EMTDC电磁暂态仿真工具搭建了包括EPRI-7节点系统、SSSC电压源逆变器及其触发控制回路,以及相应的测量、分析模块的详细电磁暂态仿真模型。仿真实现了SSSC的稳态及暂态功能,计算结果证明了控制回路的有效性和系统模型的正确性。同时对直流电容取值及耦合变压器电抗和变比对SSSC特性的影响进行了初步分析。     

SSSC与励磁的非线性变结构协调控制器设计

在非线性控制理论和变结构控制理论的基础上,设计了静止同步串联补偿器与发电机励磁的协调控制器,该控制器考虑了SSSC直流侧电压稳定和输电线路的有功功率,以维持发电机的功角稳定。仿真结果表明：该协调控制器能够有效地控制输电线路的有功功率、并且显著地改善了系统的暂态稳定。     

(12期拿下）SSSC阻尼系统功率振荡的控制器设计

阻尼系统的功率振荡是静止同步串联补偿器(SSSC)重要的作用之一。考虑了SSSC内部动态的变化过程,即控制器的输出电压幅值与相角变化及直流侧电容动态调节过程,在此基础上建立SSSC的动态模型。推导脉冲宽度调制系数变化量与电角速度变化量之间的关系得到控制系统的传递函数,通过对控制系统中的参数控制从而对SSSC进行控制,而控制系统的参数是通过人工蜂群(ABC)的优化过程进行调整的。该优化方法以角速度差为目标,通过不断迭代更新,最后得到控制系统控制参数的最优解。在MATLAB中搭建模型,通过与传统PI控制仿真效果进行对比,通过优化方法能够有效快速的调整控制参数,从而更好地调节SSSC等效注入电压,有效地提高输电线路传输有功功率的能力,快速抑制系统功率振荡。     

背靠背电压源型变流器的非线性解耦矢量控制

建立了背靠背电压源型变流器在dq坐标系下的动态模型,基于反馈线性化方法设计了变流器与两端交流系统有功功率和无功功率非线性解耦控制器,实现了有功和无功功率的独立控制,基于电磁暂态仿真软件PSCAD/EMTDC和30kVA/380V物理样机对参考功率跟踪进行了仿真和实验,对所构建控制器的有效性进行了验证。     

静止同步串联补偿器的机电暂态建模

提出了一种适用于大规模电力系统暂态稳定性分析的静止同步串联补偿器(static synchronous series compensator,SSSC)机电暂态建模方法。该方法通过合理假设,根据SSSC的数学模型和机电暂态特性,在考虑SSSC直流电压动态过程的前提下建立了SSSC的机电暂态模型。首先,根据SSSC的对外特性建立SSSC的交流侧模型;其次,根据SSSC的自身约束,通过合理假设建立SSSC的直流侧模型;在此基础上,模块化设计了其控制器模型和调制环节模型。仿真结果表明,该模型能较好地呈现SSSC的动态特性,适用于SSSC接入大规模电网时分析其对电力系统暂态稳定性的影响。     

利用SSSC装置抑制电力系统低频振荡的研究

研究了电力系统低频振荡及其产生机理,并理论分析了静止同步串联补偿器(SSSC)对抑制电力系统低频振荡的作用。建立包含SSSC的单机无穷大系统的数学模型,推导该模型的非线性动态方程。利用在稳定运行点线性化的方法,以SSSC输出电压的相角和幅值调制系数为控制变量,设计了SSSC的暂态控制器,并将其用于提高系统阻尼,抑制电力系统低频振荡。在Matlab/Simulink中搭建包含SSSC的单机无穷大系统及暂态控制器的模型进行仿真验证,结果表明理论分析的正确性以及所提出的暂态控制策略的有效性。     

计及静止同步串联补偿器的线路P-Q曲线电压稳定分析

提出了一种新的静止同步串联补偿器(staticsynchronous series compensator,SSSC)的恒功率控制模型,并将此模型运用于电力系统潮流计算中。仿真计算了IEEE-14节点系统在安装SSSC前后的有功、无功损耗变化;在线路的P-Q约束条件下,推导了一种新的基于线路P-Q曲线的电压稳定计算公式,得出了相应的电压稳定指标,计算分析了SSSC安装前后对电压稳定的影响。通过仿真和计算分析可以得到,安装SSSC后能明显地改善系统的电压稳定。与其他方法相比,文中所提方法具有快速简洁的优点,进而具备一定的实际应用价值。     

Novel reactive power controllers for the STATCOM and SSSC

The paper investigates the dynamic operation of both static synchronous compensator (STATCOM) and static synchronous series compensator (SSSC) based on a new model comprising full 48-pulse GTO voltage source converter for combined reactive power compensation and voltage stabilization of the electric grid network. These key FACTS devices are power electronic GTO converters connected in parallel or series with the power system grid and are controlled by novel decoupled controllers. The complete digital simulation of the STATCOM and SSSC within the power system is performed in the MATLAB/Simulink environment using the power system blockset (PSB). The STATCOM scheme and the electric grid network are modeled by specific electric blocks from the power system blockset while the control system is modeled using Simulink. Two novel controllers for the STATCOM and SSSC are presented in this paper based on a decoupled current control strategy to ensure stable operation of the STATCOM under various load excursions. A novel control scheme for the static synchronous series compensator (SSSC) is also implemented to provide a full controllable series compensating (buck/boost) injected voltage over a specified capacitive and inductive range, independently of the magnitude of the transmission line current. The series reactive compensation scheme with an external dc power supply can also compensate for any voltage drops across resistive component of the transmission line impedance. The novel decoupled controller uses a phase locked loop (PLL) with a novel reduced inherent time delay to improve the transient performance of the SSSC. The performance of both STATCOM and SSSC schemes connected to the 230 kV grid are evaluated. The proposed novel control schemes for the STATCOM and SSSC are fully validated by digital simulation.     

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。     

多机系统励磁与SSSC的非线性鲁棒协调控制

针对多机电力系统中,发电机励磁和静止同步串联补偿器(static synchronous series compensator,SSSC)的协调控制问题,引入广义Hamilton系统理论,进行非线性协调控制器设计。SSSC采用考虑内部动态的三阶模型,并将SSSC与各台发电机的相互作用用附加电磁功率表示。将包含发电机励磁和SSSC的多机电力系统描述成广义耗散Hamilton系统形式,利用边界函数法和L2干扰抑制控制方法设计了发电机励磁和SSSC的协调控制器。四机两区域系统的仿真结果表明:与传统的分散控制器相比,所提的非线性协调控制器能够有效地提高系统的暂态稳定性和电压调节性能。     

基于六脉波电压源逆变器的SSSC直流电容电压控制机理

对一个包含静止同步串联补偿器(SSSC)的纯感性线路的三相系统,计算了基于六脉波电压源逆变器(VSI)的SSSC在感性、容性补偿方式下一周期内的交、直流侧电流及直流电容电压;结合PSCAD/EMTDC电磁暂态仿真,全面分析了电流对直流电容充放电的影响、开关器件导通周期。计算、仿真及分析结果表明当SSSC注入的串联可控电压与线路电流正交时,电容电流对电容的充放电不起作用,SSSC与系统间仅交换无功;当不完全正交时,电容电流影响电容的充放电,SSSC与系统间不仅交换无功,亦交换有功。