景洪电厂机组有功功率异常波动的分析及处理

2017年2月景洪电厂5号水轮发电机组有功功率发生异常波动,进而引起电厂其余发电机组有功功率波动,导致全厂有功功率大幅波动。通过对机组调速系统、监控系统功率控制、AGC负荷控制等方面分析,得出结论:5号机组有功功率测量源反馈滞后导致机组有功功率异常波动;5号机组退出AGC控制后,AGC负荷分配调节导致其他运行机组有功功率波动。针对分析情况提出了整改思路及措施,对水电厂避免类似事件的发生具有很好的借鉴意义。     

VSC-HVDC系统控制结构及稳态模型仿真

控制系统是VSC-HVDC系统的核心之一。在介绍VSC-HVDC系统结构的基础上,对该系统的数学模型和有功无功功率独立控制策略进行了研究,给出了VSC-HVDC系统的稳态数学模型。确定了该系统两端换流站的四个被控变量与相应控制量之间的对应关系,并对稳态模型的控制器进行了仿真实验。结果表明:所设计的控制器具有良好的控制性能,为该控制系统的硬件实验提供了理论基础。     

智能比例积分控制

传统ＰＩＤ控制难以解决稳定性与准确性之间的矛盾，即使整定好一组比较满意的控制参数，当对象特性发生变化时，也难以保持良好的控制性能。仿人智能积分控制器在稳态时积分才起作用，解决了稳定性和准确性之间的矛盾。通过仿真证明，这种控制器不仅提高系统的精度，而且鲁棒特性好。     

包含VDCCOL的VSC-HVDC改进控制策略

在交流系统故障或者甩负荷等暂态过程中，由于有功功率不平衡，电压源换流器型高压直流（VSC-HVDC）输电系统直流侧会出现过电压或者欠电压现象，危及换流阀、直流电容器和直流电缆等设备的安全。为了限制暂态过程中直流电压波动幅度，提出了一种改进的控制策略，即在外环有功功率控制器中增加了一个依赖于直流电压的电流指令限制单元（VDCCOL），它通过内环电流控制器有功电流指令的变化来反映直流电压的变化。当直流电压异常时，VDCCOL根据预设的特性迅速修正外环功率控制器输出的有功电流指令值，减缓有功功率的不平衡，从而达到限制直流过电压/欠电压的发展、保护设备安全运行和避免频繁切机等目的。仿真研究表明，文中提出的控制策略能有效地抑制故障条件下直流电压波动幅度，提高系统的运行特性。     

多传感器冗余技术在调速器控制系统中的应用

混流式水轮机组功率、导叶开度是调速器控制系统非常关键的控制用测量数据,采用单套功率、开度传感器作为单套控制器反馈信号的调速器控制系统,难以判断机组运行中出现的传感器测量误差,最终导致机组功率波动。针对此种情况,某水电站采取功率、导叶开度多传感器冗余测量技术,通过试验,达到对测量源偏差的判断。该方法有效提高了水轮机调速器控制系体统的可靠性,可以有效的避免因传感器自身误差导致的机组功率波动。     

VSC-HVDC系统新型广义直流电压控制策略

建立了基于电压源换流器（VSC）的高压直流（HVDC）（VSC-HVDC）输电系统的标幺值数学模型。为了抑制系统故障时直流电压的波动幅度，基于上述模型，提出了一种新型广义直流电压控制策略。在此控制策略下，换流站间不需要通信，外环有功功率控制器为一个广义直流电压控制器（GDCVC）。当直流电压因交流系统受到扰动或直流电压控制器（DCVC）故障等原因而不能有效维持直流电压时，维持和限制直流电压的功能可平滑、自动地由有功功率控制器接替，从而达到保护设备安全运行、提高系统持续运行能力的目的。仿真表明，文中提出的控制策略在稳态和暂态过程中均具有良好的控制效果，对实际VSC-HVDC系统的控制器设计具有参考意义。     

基于RTDS的变速抽蓄机组控制策略研究

针对大容量变速抽蓄机组的2种控制模式:交流励磁系统调节机组输出的有功和无功功率、调速系统调节转速,和交流励磁系统调节机组转速和输出的无功功率、调速系统调节有功功率,推导建立其控制系统,并对第二种控制模式进行优化。在交流励磁系统常规的双闭环控制基础上,对其转速环参考值的给定叠加一个对机组输出有功功率的调节,通过RTDS半实物仿真平台,验证所建立的控制系统具有良好的控制性能。     

水电厂机组在AGC控制方式下开停机策略分析

对水电厂AGC控制系统的功能进行介绍，分析了水电厂机组在AGC调度控制方式下开停机方式，提出了在满足电网系统稳控装置的要求，不干扰AGC控制系统自动有功功率调整，尽量减少机组频繁跨越振动区等因素下的最优开停机策略。     

水电站一次调频与监控系统有功功率调节协调控制建模与仿真

针对四川电网水电站一次调频和监控系统有功功率调节之间的不协调问题,对控制系统各个环节进行建模仿真分析及验证,并提出一次调频与监控系统有功功率调节协调控制策略.在传统调速器系统建模的基础上,增加了监控系统的有功功率控制模型,对其中脉冲宽度调制模块及系统间的扫描周期精度问题进行了深入分析,发现监控系统和调速器系统的扫描周期...     

变速抽水蓄能机组有功功率与转速协调控制研究

针对变速抽水蓄能机组有功功率与转速之间的协调控制问题,分析了变速抽水蓄能机组有功功率与转速协调控制原理,提出了变速抽水蓄能机组有功功率与转速协调控制方法,并搭建了变速抽水蓄能机组控制系统联合RTDS仿真试验平台,对变速抽水蓄能机组有功功率与转速协调控制方法进行了联合仿真试验验证.试验结果表明:发电工况有功功率与转速协调...     

风力发电机无速度传感器网侧功率直接控制

采用不可控整流和可控逆变的交直交结构作为直驱式永磁同步风力发电机的并网电路。从发电机转速、功率和直流母线电压之间的相互关系出发，提出利用直流母线电压进行转速观测实现无速度传感器。根据风力机特性和并网电路的功率模型，提出网侧功率直接控制实现最大风能跟踪。实现了有功/无功功率的解耦控制，并给出有功/无功的参考值选取范围。最后采用电流滞环方法进行逆变器控制。仿真结果验证了所提出的控制策略简单有效、具有良好的稳态精度和动态性能。     

统一潮流控制器的非线性控制

通过独立控制线路的有功和无功功率，统一潮流控制器（UPFC）能够大大提高线路的传输能力。为实现这一目标，装置需要尽可能快的动态响应速度和稳定性。文中提出一种适用于UPFC装置的非线性控制策略，该控制器的理论分析基于同步旋转坐标系，充分考虑了UPFC模型的非线性特点，采用反馈精确线性化的方法进行分析。在此基础上设计得到的控制器较之传统的PI控制和解耦控制策略具有更好的稳定性和更快的动态响应。在EMTDC/PSCAD平台下的仿真结果验证了这种控制策略的优越性能。     

二滩水电站调速器的交叉冗余双微机调节器

介绍了二滩水电站调速器的总体结构、微机调节器的工作原理和应用效果。微机调节器由2套相互独立、相互通信的Quantum系列可编程逻辑控制器（PLC）控制，每一套PLC具有独立的供电电源系统、独立的信号采样（机组频率、导叶开度、有功功率等）通道和独立的输入输出通道。调速器实现双微机调节器及其输入输出通道的交叉冗余，并进行适应式变参数的转速调节和功率调节。着重描述了交叉冗余双微机调节器的容错控制和功率控制方法。     

汽轮发电机组的鲁棒性控制

主要介绍了基于反馈线性化的非线性变结构控制、模糊变结构控制、带等效控制项的非线性变结构控制、非线性PID控制等几种控制方式，以及它们在电力系统励磁、汽门及其综合控制中的应用。计算机仿真结果表明这些控制器提高了电力系统的稳定性及控制系统的鲁棒性。     

水轮机调速器与电网负荷频率控制:（三）区域电网交换功率控制仿真研究

在现代电力系统中，要很好地维持电网频率稳定在一定范围内，实现整个互联电网有功功率的瞬间平衡，各区域电网必须调整好各自内部的有功平衡，同时，还要维持联络线上的计划交换功率，需要通过监测联络线潮流和电网频率来决定合适的发电控制。文中对在控制性能评价标准（CPS）考核下的区域电网交换功率控制进行了初步的仿真和实时试验研究。     

单相交流电路瞬时无功功率的界定

研究了瞬时无功功率的理论，将瞬时有功功率界定为瞬时有功功率、准瞬时有功功率、非线性瞬时有功功率，按照原始无功功率定义，将电场与磁场性瞬时功率界定为瞬时无功功率，从而解决了瞬时无功功率的界定问题。     

基于自适应模糊PID控制的水轮机调节系统

针对水轮机的大惯性和"水锤"效应,以及水轮机调节系统各环节的时变非线性特性,传统的PID控制很难改善其控制品质,容易产生超调量大、摆动时间长、波动频繁以及调节"迟钝"等现象。为此,在水轮机调节系统中引入了有功功率反馈来取代主接力器位移反馈,同时设计了一个基于模糊控制的变参数PID控制器,利用模糊控制的专家推理能力实现在线调整PID参数,来改善系统控制品质。而且还结合水轮机调节系统变工况和扰动情况,利用模糊逻辑工具箱对自适应模糊PID控制模型进行仿真。结果表明,该系统具有更好的跟随性能,稳态精度高,超调量明显较小,具有较强的自适应性和鲁棒性能。     

电压不对称条件下并联电压源型SMES的触发方式

电压不对称条件下超导磁储能（SMES）的触发控制一直是个值得关注的问题。对称触发的SMES会向系统注入负序电流及以二倍频波动的功率。目前关于电压源型变换器不对称触发控制都是以消除负序注入电流为控制目标。文中在详细阐述不对称触发的研究背景的基础上，提出了可以消除有功功率二倍频波动的不对称触发。仿真计算结果表明，采用不对称触发后，SMES向系统注入的有功功率的平均值接近于系统的有功功率需求，二倍频分量幅值也明显降低。     

逆变型分布式电源控制系统的设计

分布式发电系统并网运行时外特性控制是关系到其应用的关键问题之一。根据并网分布式电源的可控拟负荷外特性，设计了采用电流正弦脉宽调制（PWM）调节方法的电压型逆变控制器，整个体系充分考虑提高电能质量水平。该控制器的核心采用含有直流电压波动前馈补偿的双环串级PI结构。第1级为功率调节器，选择公共连接点（PCC）电压、电流作为反馈量，有功、无功可以分开独立调节；第2级为电流调节器，选择逆变器输出电流作为反馈量，考虑电流反馈解耦补偿，响应速度快。直流电压前馈补偿则可以降低直流侧缺少储能引发输入电压波动对控制效果的影响。输出滤波器的考虑则可进一步提高电能质量水平。仿真结果表明电流正弦PWM的双环串级PI控制系统能够较好地维持逆变型分布式电源恒功率电压源的拟负荷外特性，简单实用、设计灵活，可以得到较好的谐波注入。     

水轮机组快速自动准同期控制研究及其电站应用

本文介绍了一种用于水轮发电机组快速行动准同期控制的方法，它采用频差控制和相角控制的复合控制方案，可使机组与电网的频差和相差信号在同期点附近周期摆动，提供每分钟多达6到9次的并网机会。文中还分析了复合控制器参数与同步控制系统控制器参数之间的关系，给出了实验室内动态实时仿真与电站运行结果。