抑制电力系统次同步振荡的附加励磁阻尼控制器设计研究

在对次同步振荡进行相关研究的基础上,对附加励磁阻尼控制器(Supplementary Excitation Damping Controller,SEDC)抑制次同步振荡的原理进行了分析,并利用两点整定方法对SEDC的参数设计进行了分析.针对IEEE次同步振荡第一标准测试系统中存在的次同步谐振模式,投运按本文所提方法设计的SEDC,能有效抑制其中的主导振荡模式,维护该系统的安全稳定运行.     

渝鄂背靠背柔性直流对系统次同步振荡特性的影响分析

分析渝鄂背靠背柔性直流输电工程投运前后奉节电厂发生次同步振荡的潜在因素;利用复转矩系数法与时域仿真相结合的方法计算分析工程投运前后各个频段系统阻尼特性,并从机理上分析工程投运前后奉节机组发生次同步振荡的风险。在此基础上,利用柔性直流的多维度可控、灵活快速的控制特性,设计混合式阻尼控制策略。对典型工况进行仿真,结果表明所提控制策略相比传统控制策略能够使系统更快恢复到稳态。     

经IIWO优化的原子分解算法辨识次同步振荡模态

由于传统的线性化方法存在难以有效辨识次同步振荡模态参数的问题,该文提出一种基于改进入侵杂草优化IIWO(improved invasive weed optimization)的阻尼正弦原子分解算法。该方法首先构造过完备阻尼正弦原子库,引入混沌序列初始化的多种群策略、预筛选机制、以及随机变异的扩散机制对入侵杂草优化IWO(inva-sive weed optimization)算法进行改进,利用改进得到的IIWO算法对传统的匹配追踪算法MP(matching pursuit)进行优化,以降低其搜索的时间复杂度。依据优化后的MP算法对信号进行阻尼正弦原子分解,搜索到最佳阻尼正弦原子后将其转换为次同步振荡模态参数,并与Prony的辨识结果进行了对比。仿真算例结果表明,经IIWO优化的阻尼正弦原子分解算法辨识精度较高,且具有良好的时频特性。     

柔性励磁系统抑制次同步振荡仿真分析

次同步振荡可能会对汽轮发电机的转轴产生严重的威胁,而传统晶闸管励磁系统使用附加励磁阻尼控制器对次同步振荡的抑制效果有限,需要为发电机配置如STATCOM的额外装置。相较于传统晶闸管励磁系统,柔性励磁系统具有双阻尼通道且相互耦合作用小,因此柔性励磁系统相较于传统晶闸管励磁系统对次同步振荡有更强的抑制能力。本文采用Matlab编程对发电机存在的轴系扭振模态进行了计算,并针对其中可能发生次同步振荡的模态设计了基于柔性励磁系统的无功控制器与传统励磁调节通道配合。本文在PSCAD/EMTDC平台上搭建了采用柔性励磁系统的IEEE次同步振荡第一标准模型,验证了柔性励磁系统对次同步振荡的抑制效果。     

电力系统次同步振荡的分岔分析

基于非线性系统分岔理论，分析电力系统次同步谐振现象。利用通用的连续和分岔软件-AUTO，分析一个含串联补偿的电力系统次同步谐振(SSR)中的分岔现象。从非线性分岔角度揭示出SSR产生的原因是系统发生分岔后不稳定的极限环导致。当发生电力系统次同步谐振时，可能会产生环面分岔和周期折叠分岔等一系列复杂的周期轨道分岔。时域仿真的结果验证了分岔分析结果的有效性。     

基于经验模态分解自适应滤波的次同步振荡ESPRIT分析

ESPRIT是一种可以准确辨识电力系统次同步振荡模态的算法,但在有噪声的情况下模态参数辨识不理想。提出利用经验模态分解滤波进行改进,然后与未经滤波的ESPRIT算法和PRONY算法进行比较以证明其有效性。仿真结果表明,经验模态分解可实现自适应滤波,且基于经验模态分解滤波的ESPRIT算法的准确性进一步提高。鉴于经验模态分解滤波的自适应性和ESPRIT算法辨识的快速、准确特性,可将此方法用于电力系统SSO在线检测,并为大电网的SSO的监测与研究奠定了基础。     

基于经验模态分解自适应滤波的次同步振荡ESPRIT分析

ESPRIT是一种可以准确辨识电力系统次同步振荡模态的算法,但在有噪声的情况下模态参数辨识不理想。提出利用经验模态分解滤波进行改进,然后与未经滤波的ESPRIT算法和PRONY算法进行比较以证明其有效性。仿真结果表明,经验模态分解可实现自适应滤波,且基于经验模态分解滤波的ESPRIT算法的准确性进一步提高。鉴于经验模态分解滤波的自适应性和ESPRIT算法辨识的快速、准确特性,可将此方法用于电力系统SSO在线检测,并为大电网的SSO的监测与研究奠定了基础。     

基于MM-ARMA算法的次同步振荡模态参数辨识

传统电力系统次同步振荡的辨识方法存在对噪声敏感、辨识精度不高的局限性。为此,提出了一种基于数学形态学自回归移动平均(MM-ARMA)算法的辨识方法,实现了在有噪声干扰下对次同步振荡模态的准确辨识。该方法利用形态滤波器可以有效抑制噪声的特性对次同步振荡信号进行消噪处理,保留信号的主要特征信息;对消噪后的信号建立基于加权递推最小二乘法参数估计的ARMA模型,根据估计的模型参数计算次同步振荡模态参数,完成次同步振荡模态辨识。与传统的Prony算法和自回归移动平均(ARMA)算法辨识结果进行的对比分析结果表明,所提次同步振荡模态辨识方法能快速、准确地辨识出模态参数,且具有较强的抗噪能力。     

次同步振荡动态稳定器抑制弱阻尼次同步振荡的机理与实验

针对呼盟系统呼伦贝尔电厂存在的弱阻尼次同步振荡问题,实际工程采用次同步振荡动态稳定器(SSO-DS)进行抑制。文中提出了一种适用于SSO-DS的瞬时无功功率次同步调制策略,基于复转矩系数法推导出该控制策略下SSO-DS提供的阻尼,给出了影响其阻尼大小的相关因素;搭建了实时数字—物理闭环仿真平台,并基于弱阻尼次同步振荡问题,提出了确定其有效阻尼区域的方法,对控制器参数进行优化。闭环仿真及现场实验均验证了SSO-DS控制策略的有效性以及闭环仿真实验参数优化的准确性。     

含常规直流和柔性直流的交直流混合系统次同步振荡抑制研究

针对背靠背直流异步联网工程中存在的次同步振荡(SSO)现象,对基于常规直流(LCC_HVDC)的次同步阻尼控制器(LCC_SSDC)和基于柔性直流(VSC_HVDC)的次同步阻尼控制器(VSC_SSDC)的协同抑制问题进行了研究。首先针对待研究输电系统,从电磁转矩矢量合成方面分析了SSDC抑制次同步振荡的机理。然后分别设计了LCC_SSDC和VSC_SSDC的结构并整定了其参数。最后在PSCAD/EMTDC上搭建电磁暂态仿真模型,仿真结果验证了结论的正确性和所设计SSDC的有效性。