基于隐式广义预测控制的超导储能装置对机电扰动传播抑制研究

作     者：刘艳 

作者单位：西南交通大学 

学位级别：硕士

导师姓名：康积涛

授予年度：2017年

学科分类：080802[工学-电力系统及其自动化] 0808[工学-电气工程] 08[工学] 

主      题：机电扰动传播 超导储能装置 隐式广义预测控制 量子粒子群 

摘      要：随着电网互联化程度加深,电力系统动态特性愈加复杂。电力系统中机电扰动传播严重影响电网的稳定性,导致系统事故概率大幅上升。超导储能装置(SMES)作为灵活的功率源,可快速地与电力系统进行有功功率交换,抑制机电扰动的传播。因此,研究超导储能装置实现抑制机电扰动传播有着重要意义。本文首先基于直流潮流给出了一种适用于研究大规模电力系统机电扰动传播的仿真模型。采用New England 10机39节点系统分析比较了本文模型和PSS/E机电扰动传播的时域仿真结果,验证了本文模型的有效性和准确性。其次本文采用隐式广义预测控制(IGPC)方法设计了 SMES控制器,详细分析了各个控制参数对控制效果的影响。研究了该控制器在电力系统中抑制机电扰动传播的工作原理。利用10机39节点系统进行算例分析,在MATLAB/Simulink环境中仿真,通过与已有的SMES控制器进行比较,结果表明本文的控制器能够快速、有效地抑制机电扰动传播。最后,针对IGPC在梯度寻优环节容易陷入局部最优解,同时这种控制方法需要二次规划导致计算时间成本大的问题。论文研究了一种改进的量子粒子群优化IGPC的算法设计的SMES控制器。在改进的量子粒子群优化算法中,利用非线性动态惯性权重与混沌搜索相结合,再对IGPC的滚动优化环节进行二次优化。解决了改进量子粒子群算法与IGPC结合中的相关问题,设计了混合优化的具体过程。仿真结果表明改进量子粒子群优化的SMES控制器能够在前期平滑各母线间传输功率增量波动,取得更好的抑制机电扰动传播效果。