可控串补多目标控制研究

可控串补暂态稳定控制，既要抑制功角第一摆，又要快速阻尼系统故障后的功率振荡，这是一个多目标控制问题。文中提出了基于Ｔ－Ｓ（Ｔａｋａｇｉ－Ｓｕｇｅｎｏ）模型的可控串补模糊控制策略，充分考虑了可控串补装置的非线性，并结合了线性最优控制理论和专家知识。该模糊控制器相当于自适应变增益的线性最优控制器，能满足系统多目标控制的要求。数字仿真表明，该模糊控制策略在暂稳控制中优于其它常规控制方式（ＰＩ控制，ｂａｎｇ－ｂａｎｇ控制，线性最优控制）。     

串联补偿装置在超高压交流输电线路中的研究

主要研究在超高压远距离交流输电线路中,串联补偿装置的应用及其在系统中的作用,并且详细解析串联补偿装置的原理及结构;重点引入了串联补偿装置的新技术,论述新技术的可靠性及优势。新技术应用涉及如下,串联补偿装置中电容器推荐采用无熔丝电容器,其接线宜采用双桥差接线;低海拔地区推荐采用复合外套MOV,其技术经济优势明显,高海拔及工业高污染地区由于紫外线辐射、酸雨等因素会导致复合外套出现老化现象,推荐采用瓷外套MOV;电抗+MOV串电阻型虽然结构和设计复杂,但其不受当地环境影响,为密闭结构,可靠性高,推荐采用电抗+MOV串电阻型阻尼回路;通过对固定串补(FSC)与可控串补(TCSC)的分析比较,可控串补它既保持了固定串补的所有优点又弥补了固定串补的不足,具有潮流控制、阻尼线路功率振荡、提高系统暂态稳定和抑制次同步振荡等多种功能,是目前柔性交流输电系统技术中实用性强的一项技术,随着今后设备制造成本的进一步降低,本文推荐采用可控串补(TCSC)替代固定串补(FSC)。本文还论述了放电间隙(GAP)、旁路断路器(BPS)、保护及控制系统的基本原理和应用。     

大规模光伏发电经串补输电线路并网系统强迫次同步振荡机制

大规模光伏经串补并网系统存在次同步振荡失稳风险,传统研究一般基于负阻尼振荡理论对此进行解释.本文将因最大功率跟踪控制(MPPT)导致的光伏间谐波作为扰动源,大规模光伏经串补并网系统作为受迫系统,采用强迫振荡理论揭示光伏发电基于扰动式MPPT与串补并网系统相互作用的次同步振荡机制,并在PSCAD/EMTDC仿真平台进行验证.结果表明：基于扰动式MPPT的光伏逆变器因交直流侧的调制耦合作用向系统输出间谐波电流,当该间谐波频率与系统固有弱阻尼模式频率接近时,可能导致严重的强迫次同步振荡问题,对系统稳定性造成冲击;算例仿真验证了所提理论的正确性.     

可控串补抑制电力系统次同步谐振仿真研究

采用时域仿真实现的复转矩系数法———测试信号法,利用PSCAD/EMTDC仿真软件研究了含可控串联电容补偿(TCSC)的电力系统次同步谐振(SSR)问题.基于IEEE次同步谐振第一标准测试系统,从系统电气阻尼特性角度考虑分析系统发生SSR的危险性,同时在该测试系统中建立了可控串联电容补偿的控制仿真模型.提出了串联抑制次同步谐振的补偿方案,首先采用测试信号法对串联补偿方案进行安全性仿真分析,然后通过计算含可控串补方案的TCSC成本费用对各方案进行经济性分析,最后通过比较分析获得能够较好地满足电网安全性和经济性的串补方案.     

基于免疫网络理论的TCSC与PSS协调控制

电力系统稳定器(PSS)和可控串联补偿器(TCSC)被广泛用于电力系统的稳定控制,多个控制器之间的交互作用会影响彼此的控制效果.本文介绍了生物免疫系统中不同类型的抗体协调合作,共同清除抗原的协调机理.提出了基于免疫网络理论的协调控制方法,用于在线协调控制多个阻尼控制器,抑制电力系统的功率振荡.以装有多个PSS和TCSC的系统为例,对多个控制器进行在线协调阻尼控制.仿真结果表明该方法能够缩短抑制振荡所需的时间,具有有效性和鲁棒性.     

任楼煤矿功率因数治理及实现

任楼煤矿采用的ZMSVC高压动态无功补偿装置根据自动控制器对电网系统的无功功率取样,自动调节磁控电抗器的晶闸管控制角,改变绕组直流电流大小控制铁芯饱和,实现电抗值连续可调,从而实现无功功率快速补偿作用。该装置有提高功率因数,降低网损,阻止电网系统振荡,提高阻尼极限,提高输电线传输能力;提高电网的电压稳定能力,限制系统的工频电压升高及操作过电压,并达到稳定系统电压。     

变压器式可控电抗器的限流电抗计算和仿真

在根据谐波要求确定了变压器式可控电抗器(CSRT)功率控制级数的基础上,把磁势平衡方程和支路电流方程相结合,得到了关于绕组电流和限流电抗的增广方程,再根据控制绕组顺次短路工作的特点,利用递推算法求出了CSRT的各级限流电抗值.利用多绕组变压器多边形等值电路模型,以MATLAB/PSB为平台,建立了CSRT的仿真模型.仿真算例的结果说明,CSRT不仅能够满足谐波因数指标的要求,而且具有分级平滑调节功率的控制特性和很快的反应速度.     

可控串补的迭代学习控制法

可控串补加装在长距离输电线路上 ,用于增强电力系统的稳定性 ,提高系统的传输能力。由于电力系统是非线性大系统 ,模型和干扰都是不确定的 ,寻找不完全依赖于数学模型因而具有较强适应性的控制策略是电力系统稳定控制的重要课题。基于这样的考虑 ,尝试将迭代学习控制方法应用到可控串补的控制中。通过理论分析证明这种控制方法用于可控串补控制的收敛性。仿真结果表明迭代学习控制法与常规 PID控制相比 ,具有较强的适应性     

西北750kV电网加装可控串补(TCSC)对河西风电送出的影响

针对在河西风电远距离输送的情况下影响系统功率送出及甘肃电力系统稳定性的主要因素,提出了利用可控串补的作用保持稳定的方法。主要讨论了可控串补(TCSC)的作用、特点和对西北750kV电网电力系统抑制低频振荡和次同步谐振的原理。并讨论了对系统暂态稳定性的影响。     

交直流输电系统的模式分析和直流阻尼控制

给出了一个含3条直流线路的交直流输电系统以用于直流阻尼控制的研究,采用特征值分析法和暂态仿真分析了该系统的特性.该系统具有结构复杂、振荡模式多的特点,这些特点广泛地存在于实际的交直流输电系统,在设计直流阻尼控制器时必须予以考虑.文中基于该系统设计了多个直流阻尼控制器.根轨迹分析表明,直流线路两端的频率差在相位补偿设计方面比交流联络线的有功功率变化量具有更多的优点,因而被选为直流阻尼控制器的输入信号.暂态仿真结果表明所设计的直流阻尼控制器有效地增加了系统的阻尼.     

基于零动态原理的TCSC非线性控制器

基于微分几何控制理论,利用零动态响应方法设计TCSC(thyristor-controlled series compensation)控制器,用于抑制线路的功率振荡．设计的控制器只需要依赖于TCSC自身的动态方程,包括装置的固定和可调电抗参数,装置的动态时间常数,并只须反馈本地的测量信息,实现简单,鲁棒性强,能够适应系统的运行方式的变化．仿真结果表明,该非线性控制器具有较好的抑制线路功率振荡的作用,能够提高系统运行的稳定性．     

一种改进的数字AGC系统设计与仿真

 针对传统自动增益控制(AGC)系统稳定时间和控制精度相互关联又彼此矛盾的问题,基于反馈式对数AGC环路,提出一种输出精度可控、稳定时间可调的数字AGC系统。通过对环路增益因子的巧妙拆分,实现了稳定时间和控制精度的独立可控。推导了AGC环路方程,求解了时间常数和控制精度的解析表达式,分析了低信噪比条件下功率估计方法的性能。采用平方和功率估计法对AGC系统进行了计算机仿真。仿真结果表明,该系统环路稳定时间不随输入信号幅度的改变而改变,可根据实际工程需求,对稳定时间和控制精度进行调节,在低信噪比下也具有优良的性能。     

基于提高暂态稳定性的TCSC与SVC协调设计

考虑到可控串补系统(TCSC)与并补系统(SVC)两种FACTS装置在电力系统控制中的相互影响，提出了利用影射控制理论设计—暂态稳定控制器来实现TCSC与SVC的控制协调，该暂态稳定控制器是直接作用于TCSC和SVC的输入测量信号，从而提高单机远距离与电网互联系统的暂态稳定性；采用TCSC和SVC的等值电流注入模型，在每次迭代计算中节点导纳矩阵不需要修改就能提高计算速度，经阳城—淮阴输电工程中仿真验证，并与传统的单个FACTS设计进行了比较，结果表明，该暂态稳定控制器能大大提高系统暂态稳定性。     

利用储能技术提高电力系统稳定性研究

研究了利用储能系统(ESS)提高电力系统稳定性的控制方法。首先给出一种适用于电力系统稳定控制的储能系统通用简化仿真模型,然后根据问题的需要设计了功率振荡阻尼控制器,并使用粒子群算法(PSO)对其参数进行优化,最后通过在PSASP上进行数字仿真验证了所提方法的有效性。     

海上风电场直流并网系统小扰动稳定分析

利用静止同步补偿器提高系统的振荡阻尼,详细推导静止同步补偿器的数学模型,并在双闭环控制环节的基础上提出一种改进的提高系统振荡阻尼的方法,将同步发电机的转速差信号引入到静止同步补偿器的控制系统中,使静止同步补偿器输出与系统振荡相关的阻尼功率,减小系统在发生故障时功率振荡的幅度和时间.基于DIg SILENT建立双馈感应风力发电机、电压源变流器(VSC)、标准三机9节点系统的仿真模型.通过特征值分析法和时域仿真法对系统进行验证,均有效验证了改进方法能够提高系统的阻尼,增强系统在发生扰动时稳定性.     

基于VSG的附加阻尼控制及其在光储并网系统中的应用

大规模光伏就近接入系统后,将导致系统的惯性整体下降,在系统遭受扰动后降低其稳定裕度,极端情况下出现功率振荡。将基于虚拟同步的附加阻尼控制策略应用于光储并网系统中。首先,建立光储并网的小信号模型,分析系统的阻尼特性;其次,在光储逆变侧采用基于虚拟同步发电机(virtual synchronous generator, VSG)的附加阻尼控制,并通过小信号模型分析了附加阻尼控制对系统频率振荡的影响;再次,在PSCAD/EMTDC环境中建立光储并网系统仿真模型,与传统控制策略进行对比,结果验证了所提附加阻尼控制的有效性和正确性。     

SVC附加制抑制电网低频振荡的研究

针对静止无功补偿器(SVC)在抑制电网低频振荡方面的理论和应用进行了研究.基于电力系统分析综合程序(PSASP)仿真软件,用谊仿真软件提供的用户自定义功能构造了SVC附加控制模型,运用时域仿真和特征值分析方法对IEEE-4机两区域电力系统的低频振荡模式和阻尼特性进行了仿真和分析,可以改善电力系统的电压稳定性和暂志为稳定性,同时可以使电网获得较好的阻尼,从而较好地抑制了电网的低频振荡.     

采用变阻尼式TMD的钢框架结构振动台试验

提出了一种新型变阻尼式调谐质量阻尼器(TMD),并将该阻尼器安装在两层单跨的钢框架模型结构上.通过对比无控状态、传统TMD控制状态、变阻尼式TMD控制状态下钢框架结构的动力响应,分析了变阻尼式TMD在Kobe波、Taft波和兰州波激励下的减震控制效果.试验结果表明:变阻尼式TMD可降低结构的自振频率并延长周期,采用变阻尼式TMD减震装置后,加速度响应最大可降低41.32%,位移响应最大可降低62.07%,最大减震效果较传统TMD提高了9%,且随着地震动峰值的增加,减震装置的控制效果越显著.     

光伏系统中一种改进MPPT算法的研究

针对传统扰动观察法存在功率振荡和误判的问题,提出了一种功率预测与自适应变步长相结合的扰动观察法。自适应变步长能够按照P-U特性曲线的斜率自动改变步长,进而解决传统扰动法跟踪速度与跟踪精度不能兼顾和稳定后功率波形振荡较大的问题。当光照强度发生剧烈变化时,功率预测法能够根据P-U输出特性曲线进行预测,进而达到消除误判的问题。在MATLAB/Simulink中搭建光伏系统MPPT仿真模型,并对改进扰动法和传统扰动法进行仿真对比,结果表明,改进的扰动法能够克服传统扰动法存在功率振荡和误判问题,可以使光伏系统快速、准确地实现最大功率点跟踪控制,并使之稳定运行在最大功率点处。     

微元步长自适应增量电导法实现MPPT的控制

为了更大程度的提高光伏发电系统的最大输出功率,通过对光伏电池功率、电压(P-U)特性的数学建模分析,在增量电导法的基础上,提出最大功率跟踪控制算法(MPPT)——微元步长自适应增量电导法.改善了传统增量电导法步长选择不确定性的弊端.通过引入变步长控制因子k,以微元步长Δd自适应的跟踪最大功率点.在Matlab/Simulink环境下进行了仿真验证.结果表明该算法明显缩短了跟踪时间,并且有效地抑制了系统在最大功率点(MPP)附近的振荡现象,提高了系统的跟踪速度和精度.