山东电网广域阻尼控制系统设计与分析

针对山东电网,提出了一种广域控制系统的设计和分析步骤。首先,需要对山东电网进行振荡稳定分析;然后,用伪随机二元信号探测和预测误差方法对系统进行降阶辨识,根据降阶辨识得到的主模比和留数指标来分别选择反馈信号和控制器地点;最后,控制设计问题就转化为带约束的非线性规划,可对多个控制器参数进行协调和优化。用山东电网仿真数据对广域阻尼控制系统进行验证的同时,也分析了它对本地模式的影响。仿真结果表明,该方法在阻尼山东电网的区间振荡和提高传输容量上均有效。     

±20 Mvar STATCOM的运行监测与故障诊断系统

介绍了清华大学与河南电力局合作开发的±２０Ｍｖａｒ静止同步补偿器装置的运行监测与故障诊断系统的设计与实现。运行监测与故障诊断系统是整个装置正确、可靠运行的必要保证,起着运行信息管理中心的作用,文中对其硬软件构成和系统功能进行了说明。现场测试表明它对提高装置性能和可靠性具有重要作用。     

STATCOM与发电机励磁的协调控制

针对单机无穷大系统,建立了包含静止同步补偿器（STATCOM）的状态空间模型,应用给定信息结构约束下的最优控制理论和算法,设计了4组STATCOM与发电机励磁的协调控制器。它们的控制规律分别是：状态反馈的完全分散协调控制、输出状态反馈的完全分散协调控制、STATCOM处可以反馈机组角频率偏差的特定信息结构下的LQ协调控制,、全状态反馈的集中型最优控制。仿真结果表明,与独立设计的AVR／PSS励磁控制器和电压偏差PI调节型STATCOM控制器相比,上述4组协调控制器能更加有效地提高系统暂态稳定性能。同时,安全分散信息结构的状态和输出反馈控制的控制性能稍次于其他两种协调控制规律,但由于它们实现代价低、可靠性高,更具易于实际应用。     

紧凑型线路参数特性对次同步谐振问题的影响

紧凑型输电线路的电气参数与常规输电线路存在较大差异，因此分析其参数特性对次同步谐振（SSR）问题的影响，探讨应用串联补偿的紧凑型输电线路进行火电厂送出在SSR问题方面的利弊具有实际意义。以中国上都电厂二期送出的实际情况为背景，采用特征值分析法对问题进行分析，考虑了常规输电线路、紧凑型输电线路和高自然功率紧凑型输电线路参数条件下的SSR问题。研究结果表明:紧凑型输电线路可以比常规输电线路提供更宽的不发生SSR的串补度范围，加之其本身相当于常规线路27%补偿度的线路电感参数特性，使其在某些输送能力要求下采用合适的补偿方案可以避免SSR，同时也为采用大比例固定串补与小比例可控串补结合的方案抑制SSR的发生提供了较好的经济前景。     

±20 Mvar STATCOM的运行监测与故障诊断系统

介绍了清华大学与河南电力局合作开发的±20 Mvar静止同步补偿器装置的运行监测与故障诊断系统的设计与实现。运行监测与故障诊断系统是整个装置正确、可靠运行的必要保证，起着运行信息管理中心的作用，文中对其硬软件构成和系统功能进行了说明。现场测试表明它对提高装置性能和可靠性具有重要作用。     

多机电力系统中STATCOM与发电机励磁的协调控制

针对一个典型的两区域且区间联络线中间带STATCOM的4机电力系统，应用信息结构约束下的最优协调控制理论与算法，设计了输出反馈的线性二次型（LQ）分散控制规律，得到的励磁控制器考虑了机组原有PID自动电压调节器（AVR）的结构约束，并通过在STATCOM安装处构造一个能反映区间振荡模式的就地观测量，以抑制区间低频振荡。应用数字仿真研究了所得控制规律的性能，结果表明，协调控制器大大地提高了系统暂态稳定水平和区间传输容量，而且，由于采用了完全分散的信息模式和输出反馈方式，控制器实现代价低、可靠性高，易于实际应用。     

分散式风储一体化系统提升海上油田群电网频率稳定性研究

针对海上油田群电网接入海上风电引发的频率稳定问题,提出了分散式风储一体化系统（distributed wind-storage integrated system,DWSIS）的解决方案。首先,基于某实际油田群电网,构建了DWSIS及其接入电网的模型;然后,提出了DWSIS改善电网频率稳定性的原理及分析方法;最后,通过各典型故障下的电磁暂态仿真,验证了DWSIS的有效性和实用性。所提出的解决方案有望提升高风电渗透率下海上油田群电网的频率稳定性,进一步推动海上平台生产的低碳化发展。     

基于等值频率响应模型的海上油田群电网风电穿透功率极限分析方法

提出了一种基于等值频率响应模型的海上油田群电网风电穿透功率极限分析方法。首先,构建了海上油田群电网的平均系统频率响应(ASFR)等值模型,基于单、分轴燃机确定电网原动机-调速器参数,根据t location-scale分布和差分变换方法刻画风电出力波动概率分布;然后,基于电网可承受的最大风电波动对应累积概率指标和最严重故障后电网最大频率变化指标,提出了考虑稳态频率偏差约束和暂态频率稳定约束的风电穿透功率极限分析方法;最后,以某实际海上油田群电网为例验证了所提方法的准确性与有效性,结果表明,原动机-调速器响应速度和暂态频率稳定约束对于海上油田群电网的风电穿透功率极限具有关键影响。     

基于控制硬件在环测试的风电次/超同步振荡风险评估

风电机组变流器引起的次/超同步振荡是制约风电大规模消纳的重要因素之一。为确保风电系统的安全稳定运行,风电机组并网前需对其进行次/超同步振荡“适网性”分析,以评估系统发生次/超同步振荡的潜在风险。然而,对于控制结构或关键参数未知的风电机组变流器,难以直接建立详尽的数学模型进行次/超同步振荡分析。为解决上述问题,研制了频率耦合阻抗模型测试仪(impedance model testing instrument,IMTI),借助外部激励响应特性辨识风电机组的频域耦合阻抗模型,基于该模型从次/超同步振荡稳定性角度出发评估风电机组的“适网性”;并借助实时数字仿真器(real-time digital simulator,RTDS)构建控制硬件在环(controller hardware in loop,CHIL)测试平台,对某商用风电机组控制器进行次/超同步振荡风险分析。最后,通过电磁暂态仿真软件PSCAD/EMTDC验证了硬件在环测试结果的正确性。     

基于广域测量系统的电力系统稳定控制

近年随着电网规模扩大、区域系统互联,电力系统出现一些现有方法难以解决的稳定问题,例如,如何持久有效地抑制区间低频振荡等,而同步相量测量技术的发展及广域测量系统(WAMS)的建设为此提供了新的手段.重点结合实际系统应用说明了当前世界上WAMS发展现状及其在电力系统保护与稳定控制中的应用实例.首先,介绍了PMU及WAMS的基本原理与历史发展过程;其次,在详细说明美国与中国WAMS发展现状的基础上,概述了各主要WAMS的规模和PMU的性能水平.最后,从非连续控制及连续反馈控制2个方面介绍了WAMS在电力系统稳定控制中的实际方案.