考虑控制量限幅的发电机非线性分散鲁棒汽门控制

提出了一种冗余控制量情况下考虑控制量限幅的非线性反馈控制方法,这种方法通过在动态过程的任一时间点上求解一个具有不等式约束的最优化问题得到该时刻各控制量值,使实际能够给出的虚拟控制量尽量达到保证系统渐近稳定所需要的虚拟控制量要求.将该方法与引入量测变量的建模方法相结合,设计了可同时考虑高压、中低压缸汽门控制的多机系统非线性分散鲁棒汽门控制器.对一个多机交直流系统的数字仿真表明,所设计的控制器是有效的.     

基于系统拓扑动态调整的短路电流限制方法研究

随着我国电网的迅速发展,电力系统中短路电流超标问题逐渐突出,严重影响系统及设备安全运行.针对现有短路电流限制措施的不足,该文提出基于系统拓扑动态调整的短路电流限制方法,在短路故障期间短时快速改变系统拓扑,降低短路电流,避免采用常规措施带来的对系统正常运行的影响.该文研究了系统拓扑调整方法、配合时序及动作策略,结合典型系...     

基于国产芯片实现多功能测控的平台改进及关键技术

多功能测控装置是电力自动化系统的关键设备,其核心芯片均依赖进口,威胁电网运行安全。针对目前适合电力系统自动控制的国产芯片选型少且部分外设芯片没有合适选型的现状,结合多业务融合的需求,提出基于国产ARM主控芯片加国产FPGA的多功能测控装置的平台改进及关键技术。首先,基于FPGA编程替代部分无合适选型的芯片配合智能I/O技术设计硬件平台。然后,基于数据共享和FPGA协作设计软件平台。再针对国产芯片制造水平的现状,提出测量精度补偿、可靠性加固及功能拓展等改进技术。最后,集成以上平台设计及改进技术研制了基于国产芯片的多功能测控装置,并通过第三方专业检测验证其性能指标满足行业相关标准要求,同时在国内变电站正式投入运行,运行情况良好。     

动态条件下同步相量测量装置的数字滤波器及计算优化

随着广域测量系统对同步相量测量装置动态性能越来越严格的要求,数字滤波器在装置中的应用趋于复杂。为了提高精度,往往要采用多个滤波器互相配合完成计算。针对智能变电站的同步相量测量装置给出了详细的滤波器设计方案。有限冲激响应(FIR)滤波器级联离散傅里叶变换(DFT)会带来非常大的运算量,给嵌入式装置带来计算压力,为此推导出了FIR滤波器级联DFT后的滤波系数公式。利用该公式离线计算出滤波器级联后的滤波系数,能大幅减少计算量,解决滤波器级联带来的运算量大的问题。理论分析和实际测试表明,采用所述方案后,测量精度能够满足相关标准的要求,且大幅减轻了装置的计算负担。     

注入空间中电压安全域最短半径的估计

基于电压稳定量化指标对节点注入的灵敏度提出了一种估计注入空间中电压安全域最短半径的启发式方法,该方法以一定的步长逐步逼近注入空间中电压安全域的最近边界,可以考虑各种系统运行参数的约束,不存在数值收敛性问题。原理上,这种方法的基本思想也可用于估计注入空间中暂态安全域的最近边界及小干扰安全域的最近边界,提供了一种可以估计各种安全域最近边界的统一数值途径。数值仿真表明,该方法是正确、有效的。     

水轮机导叶开度的自适应非线性输出反馈控制

水轮机导叶开度的控制归结为一个复杂的非最小相位非线性控制模型,其自适应控制不易采用传统非线性控制方法解决。为解决水轮机导叶开度的自适应控制问题,将通用自适应输出反馈控制应用到水轮机导叶开度的控制。首先通过一个线性可逆变换将水轮机导叶开度控制的非线性模型变换成满足通用自适应输出反馈控制定理要求的形式,然后证明变换后的形式满足通用自适应输出反馈控制定理要求的条件,最后对变换后的模型应用通用自适应输出反馈控制定理得到相应的控制器。数值仿真表明,基于通用自适应输出反馈设计的水轮机导叶非线性开度控制是有效的,且对系统参数变化具有极强的鲁棒性。     

电力系统暂态稳定最小负荷裕度的计算方法

为考虑不同的负荷—发电增长方向对电力系统暂态稳定负荷裕度的影响,提出了计算电力系统暂态稳定最小负荷裕度的最优化模型。该模型使用改进PEBS法提供的暂态稳定量化指标构成稳定约束条件,具有与暂态时域仿真相同的模型适应性。根据点到曲面最短距离的基本定理,给出了求解所提出最优化模型的数值方法。该方法的基本思想是以暂态稳定临界点处暂态稳定边界曲面的法向量作为求解迭代过程中的负荷—发电增长方向,反复迭代求出暂态稳定最小负荷裕度。理论上,该模型不但可以计算各种发电—负荷增长方向上的暂态稳定最小负荷裕度,也可用于计算暂态稳定最大负荷裕度。所提出的计算电力系统暂态稳定最小负荷裕度的最优化模型及其求解方法可以考虑各种系统运行参数的约束。数值算例验证了所提出的模型及求解方法。     

基于广域量测的全局非线性励磁控制

文中推导了在3种参考坐标系下：同步坐标系下、以某一台发电机作为参考机坐标系下、及惯性中心坐标系下的非线性励磁控制规律表达式。同步坐标系下的励磁控制规律可以各机解耦地分散实现，而以某一台发电机作为参考机坐标系下的惯性中心坐标系下的非线性励磁控制规律不能各机解耦地分散实现，需要引入基于广域量测的某些全局信息实现。虽然基于广域量测的非线性励磁控制不能分散解耦实现，但由于电力系统暂态稳定问题本质上的全局性，非线性励磁控制规律中全局信息的引入可以进一步提高系统承受大扰动的能力，提高系统的暂态稳定性。数字仿真证明了本文这一目前可能还未有实用价值但却具有理论意义的结论。     

以合格率最大为目标的电力系统状态估计新方法

以合格率最大为目标,考虑潮流约束和运行中上下界约束,提出一种电力系统状态估计方法.该方法可用现代内点法求解,收敛性好.与以往方法相比,文中方法得到的状态估计结果合格率高;估计结果有较强的抗差性;所求的解为潮流解,满足各种物理约束,更加接近实际;计算中无需做坏数据检验、可观性校验,无需主观设定测点权重,大幅减少了调试和维护工作量.IEEE 39节点系统、IEEE 118节点系统和某实际输电网等试验系统的测试结果验证了该方法的优越性.     

智能电网调度控制系统新型应用架构设计

提出了基于分解协调和多目标趋优控制的智能电网调度控制系统应用新架构。利用分解协调策略,在各级电网实时数据和模型数据不逐级集中的条件下实现系统级分析计算(包括短路电流、潮流、小干扰、机电暂态、机电—电磁暂态混合仿真等),实现各类应用的完全分布化,降低对分析计算程序和硬件的要求,同时提升各类分析计算收敛性和建模精细度。利用多目标趋优技术,实现大电网安全、经济、环保多目标自动趋优运行,提升电网调度控制系统的智能性。同时,提出了带潮流方程的状态估计方法,为各类在线应用提供在线电网模型;提出了具有最小/最大稳定裕度计算功能的在线安全分析方法,为多目标优化提供稳定裕度指标。