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基于广域测量信息的HVDC鲁棒控制器设计

中国电机工程学报 2013年第4期33卷 103-109,14页

作者：翁华徐政许烽刘正富华文浙江大学电气工程学院浙江省杭州市310027

高压直流输电(high voltage direct current,HVDC)附加控制可以提高交直流系统的稳定性,但由直流简化模型引起的误差、信号时滞及各种干扰给附加控制器的设计增加了需要考虑的不确定因素。为克服不确定因素的影响以提高交直流系统的稳... 详细信息

高压直流输电(high voltage direct current,HVDC)附加控制可以提高交直流系统的稳定性,但由直流简化模型引起的误差、信号时滞及各种干扰给附加控制器的设计增加了需要考虑的不确定因素。为克服不确定因素的影响以提高交直流系统的稳定性水平,提出一种HVDC广域鲁棒控制器(wide area robust controller,WARC)设计方法。首先根据区域惯量中心的运动方程和滑模控制设计方法确定滑模切换面,然后利用李雅普诺夫稳定性定理保证系统在不确定因素存在的情况下渐近稳定。分别以交直流并联系统和多馈入系统为例,通过PSCAD/EMTDC的时域仿真将WARC与传统极点配置及PID控制方法相比较,时域仿真结果和区间振荡模式分析均表明所提WARC能有效提高系统稳定性,且比传统控制方法性能优越。

关键词：高压直流输电暂态稳定广域测量鲁棒控制不确定性附加控制惯量中心

网络通信模式下电网相量的广域测量与实时传输系统

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电网技术 2004年第4期28卷 15-18页

作者：严登俊鞠平袁洪河海大学电气工程学院江苏省南京市210098

针对当前电力系统中远方终端/ 调制解调器(RTU/Modem)模式下远程测量数据传输时延大,误码率高等现象,利用计算机网络通信中的成熟技术,构建了一套实时性非常好的电网相量分布式测量系统。将以太网交换机与异步传输模式(A... 详细信息

针对当前电力系统中远方终端/ 调制解调器(RTU/Modem)模式下远程测量数据传输时延大,误码率高等现象,利用计算机网络通信中的成熟技术,构建了一套实时性非常好的电网相量分布式测量系统。将以太网交换机与异步传输模式(ATM)交换机进行配合使用,通过全光纤通道,并采用 TCP/IP 协议和 MFC Socket 手段,克服了在测量子站数目较多情况下的网络数据传输时延不确定的缺点,从算法上消除了网络发生拥塞的各种可能性,较好地解决了“漏斗问题”。在工程应用中,该系统实现了1 个工频周期内上传 1 个批次的数据,通信时延小于 5 ms。这为将来实现基于全球定位系统(GPS)时钟信号的电网运行状态实时监控提供了条件。

关键词：电力系统网络通信模式电网相量广域测量实时传输系统电网调度自动化

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基于广域测量信息在线辨识低频振荡

中国电机工程学报 2005年第22期25卷 56-60页

作者：鞠平谢欢孟远景代飞鄢安河孙素琴范斗吴峰张保会河海大学电气工程学院江苏省南京市210098 西安交通大学电气工程学院陕西省西安市710049 河南电力调度通信中心河南省郑州市450052

全国电网的互联使区域间的低频振荡成为威胁系统稳定的关键因素之一,而基于全球定位系统(GPS)的广域测量系统(WAMS)的发展和应用为在线分析区间低频振荡模式乃至控制提供了新契机。因而,研究区间低频振荡模式的在线辨识算法成为实现低... 详细信息

全国电网的互联使区域间的低频振荡成为威胁系统稳定的关键因素之一,而基于全球定位系统(GPS)的广域测量系统(WAMS)的发展和应用为在线分析区间低频振荡模式乃至控制提供了新契机。因而,研究区间低频振荡模式的在线辨识算法成为实现低频振荡在线监测以及进行阻尼控制的重要理论问题。该文在讨论Prony方法本质的基础上,给出了一种新的模型阶数估计方法,提出根据广域测量系统(WAMS)的测量信息,采用多机组的功角及转速变量进行低频振荡辨识。结合工程实际提出了基于(WAMS)的研究低频振荡问题的实现方案,包括启动判据、数据预处理、阶次估计、模式提取和综合分析等步骤。8机36节点的算例结果表明:该方案具有系统性、直接性、噪声干扰小的特点,为低频振荡的监测和控制创造了条件。

关键词：电力系统广域测量全球定位系统(GPS) 低频振荡 Prony方法在线辨识

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基于广域测量的双模糊励磁控制

电力自动化设备 2008年第4期28卷 107-110页

作者：刘兴杰米增强杨奇逊华北电力大学电力工程系河北保定071003

设计了一种基于广域测量的双模糊励磁控制器,其主模糊控制器采用发电机端电压和参考电压的偏差及其变化率作为输入,辅模糊控制器采用发电机角频率与惯性中心角频率的偏差及其变化率作为输入,从而使励磁控制器可以反映全局信息。基于Mat... 详细信息

设计了一种基于广域测量的双模糊励磁控制器,其主模糊控制器采用发电机端电压和参考电压的偏差及其变化率作为输入,辅模糊控制器采用发电机角频率与惯性中心角频率的偏差及其变化率作为输入,从而使励磁控制器可以反映全局信息。基于Matlab的电力系统工具箱和模糊逻辑工具箱,对4机系统进行了数字仿真,其中励磁调节器采用的控制方法分别为PID、PID+PSS和双模糊控制。仿真结果证明与常规的励磁控制方法相比,所提出的基于广域测量的双模糊励磁控制方法可以加强系统承受大扰动的能力,进一步提高系统的暂态稳定性。

关键词：广域测量模糊控制励磁控制电力系统同步发电机

基于广域测量系统的功角稳定预测与发电机失步保护的协调控制

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电力自动化设备 2009年第7期29卷 52-55页

作者：刘新东江全元黄志光曹一家浙江大学电气工程学院浙江杭州310027

针对传统发电机失步保护装置的误动情况,提出了一种基于广域测量系统(WAMS)的发电机失步保护与电网功角稳定的协调控制方法。该方法的稳定判据共包含2个部分:一部分仍采用传统的本地保护装置的信号;另一部分采用基于WAMS的暂态稳定在线... 详细信息

针对传统发电机失步保护装置的误动情况,提出了一种基于广域测量系统(WAMS)的发电机失步保护与电网功角稳定的协调控制方法。该方法的稳定判据共包含2个部分:一部分仍采用传统的本地保护装置的信号;另一部分采用基于WAMS的暂态稳定在线预测结果。协调控制部分由一个中心服务器完成,若该中心首先收到保护装置的动作信号,则发出切机命令;若该中心首先收到暂态稳定在线预测结果为稳定的信号,则发出闭锁失步保护装置信号;若该中心首先收到暂态稳定在线预测结果为不稳定的信号,则根据预测的发电机功角轨迹,启动优化切机方案进行紧急控制。以新英格兰节点测试系统的仿真结果为例,证明了该方法的有效性和合理性。

关键词：电力系统失步保护广域测量功角稳定多代理

基于广域测量和抗差最小二乘法的电力系统谐波状态估计

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电力系统保护与控制 2012年第8期40卷 10-14页

作者：牛胜锁刘颖梁志瑞张建华苏海锋新能源电力系统国家重点实验室(华北电力大学) 河北保定071003

介绍了谐波状态估计数学模型及常用的最小二乘求解算法。针对最小二乘法抗粗差能力较差的缺点,提出利用抗差最小二乘法进行谐波状态估计。抗差最小二乘法通过等价权将抗差估计原理与最小二乘形式有机结合起来,可有效解决最小二乘法不抗... 详细信息

介绍了谐波状态估计数学模型及常用的最小二乘求解算法。针对最小二乘法抗粗差能力较差的缺点,提出利用抗差最小二乘法进行谐波状态估计。抗差最小二乘法通过等价权将抗差估计原理与最小二乘形式有机结合起来,可有效解决最小二乘法不抗御粗差的问题。利用Matlab搭建了配电网的仿真模型,获得了研究所需的谐波同步测量数据,对测量数据加入含有粗差的正态分布误差,用传统最小二乘法和抗差最小二乘法进行谐波状态估计。计算结果表明了在测量数据含有粗差的情况下,用抗差最小二乘法进行谐波状态估计其结果精度优于最小二乘法。

关键词：广域测量谐波状态估计 Huber法

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广域测量通信系统的研究

广域测量通信系统的研究

作者：姜峥华北电力大学（河北）

学位级别：硕士

在电力系统中根据各次测量任务的需要可由便携式广域测量终端组成相应的广域测量系统,该系统中完成信息与指令传送的通信系统是非常重要的。本文主要围绕该通信系统的设计进行研究。在研究广域测量系统通信技术后,对各种通信方式进行了... 详细信息

在电力系统中根据各次测量任务的需要可由便携式广域测量终端组成相应的广域测量系统,该系统中完成信息与指令传送的通信系统是非常重要的。本文主要围绕该通信系统的设计进行研究。在研究广域测量系统通信技术后,对各种通信方式进行了深入比较,针对便携式广域测量系统的通信需求,综合考虑有效性、可靠性和易于实现性等因素,选择嵌入式以太网和GPRS两种方式设计广域测量通信系统。为该通信系统编制了数据压缩软件,经过LZW和Huffman编码软件的数据压缩对比实验,通过对实验结果进行进一步研究,决定采用LZW编码方式,其对测量数据的压缩比一般小于0.5,起到了较好的压缩效果。基于便携式广域测量装置可以进行多点同步相量测量的特点,设计了一种三点法进行双回输电线路零序参数的测量,并进行了实验验证。

关键词：广域测量通信系统嵌入式以太网 GPRS 数据压缩

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广域测量环境下发电机组模型辨识研究

广域测量环境下发电机组模型辨识研究

作者：张亚洲郑州大学

学位级别：硕士

电力系统数学模型是电力系统规划、运行及控制的基础。当前电网的快速发展对模型参数的准确性要求越来越高。WAMS的出现,将电力系统运行中数据实时采集并上传到调度中心,其中各种扰动下的暂态数据可用来对模型参数的辨识。论文首先对WAM... 详细信息

电力系统数学模型是电力系统规划、运行及控制的基础。当前电网的快速发展对模型参数的准确性要求越来越高。WAMS的出现,将电力系统运行中数据实时采集并上传到调度中心,其中各种扰动下的暂态数据可用来对模型参数的辨识。论文首先对WAMS及其在系统辨识中的应用做了介绍,然后,针对发电机、励磁系统、原动机及其调速系统分别建立状态空间模型,并详细分析了用非线性最小二乘法辨识的可行性,最后结合电科院CEPRI-36节点算例仿真,模拟广域测量环境下采集的数据,对同步发电机组模型参数辨识进行研究。取得的主要成果如下：在前人研究的基础上,着重分析发电机参数在不同扰动类型下的辨识结果,包括励磁参考电压阶跃扰动、调速系统功率给定扰动和负荷阶跃扰动。其中前两种属于人为扰动,而负荷扰动为电力系统自然扰动。论文用非线性最小二乘法对发电机五阶模型参数进行辨识,结果显示,在以上人为扰动和系统自然扰动情况下都能成功辨识。传统方法对励磁系统和调速系统参数的辨识,一般并不涉及对调差系数辨识。论文尝试将调差系数与模型其他参数一起进行辨识。结果显示用非线性最小二乘法也能够在上述三种扰动情况下对包括调差系数在内的参数进行辨识,这将会使在电力调度中心端确定励磁系统调差率和调速系统调差特性成为可能,对电网运行具有重要意义。针对WAMS无选择地采集大量数据的特点,大部分时间的采样数据波动不大而难以进行辨识,论文尝试用某些电气量指标衡量其波动情况,确定动态数据具有足够的扰动强度能够用于辨识,论文从采样数据的采样周期、总时间跨度和扰动电气量的选择三个方面进行分析,分别定量给出了辨识发电机、励磁系统、原动机和调速系统所用的动态数据满足的扰动强度指标。

关键词：参数辨识广域测量扰动强度指标非线性最小二乘法

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广域测量时变时滞电力系统稳定性分析与控制

广域测量时变时滞电力系统稳定性分析与控制

作者：王真湖南工业大学

学位级别：硕士

由于电网结构、参数及外界扰动存在不确定性,系统的模型很难精确描述,严重影响了稳定控制效果。而电力系统的时滞稳定性问题一直以来都是学者们孜孜不倦所研究的领域,如何降低系统的保守性,如何提高时滞稳定裕度,都是本论文所涉及到的... 详细信息

由于电网结构、参数及外界扰动存在不确定性,系统的模型很难精确描述,严重影响了稳定控制效果。而电力系统的时滞稳定性问题一直以来都是学者们孜孜不倦所研究的领域,如何降低系统的保守性,如何提高时滞稳定裕度,都是本论文所涉及到的知识点,具体研究内容如下:针对通信时延的广域测量系统,构建了时变时滞电力系统模型。为获取时滞稳定裕度值,建立一个具有三重积分项的增广型Lyapunov-Krasovskii泛函,并在泛函的增广向量中加入时变时滞项、一次积分项、二次积分项等信息。运用自由矩阵不等式方法和辅助函数的积分不等式方法分别对增广型Lyapunov-Krasovskii泛函求导中产生的一重积分项和二重积分项进行界定。在求导中考虑到h(t)与t-h(t)之间的关系,从而获得更多的有效信息,减小系统的保守性。运用MATLAB的YALMIP工具进行处理计算,把所得的结果运用到典型二阶系统、单机无穷大系统、IEEE 4机11节点系统中,通过仿真对比可以得出该方法在减小保守性方面取得的明显优势。在广域环境下,考虑到具有时变时滞电力系统在通信延时情况下控制器设计问题,设计了带记忆控制器和无记忆控制器。利用Lyapunov-Krasovskii泛函,提出了Bessel-Legendre积分不等式和逆凸矩阵不等式相结合的方法对积分项进行估计,并把时滞进行了分割处理,同时也引入了一个自由权矩阵,获得泛函模型中更多的有效信息,从而降低系统的保守性。然后,在此基础上设计状态反馈控制器,并对此控制器产生的非线性项用调整参数法来处理。通过仿真运算把所得的结论运用于单机无穷大系统和WECC 3机9节点系统,实例验证本方法在广域测量系统的优越性。

关键词：电力系统稳定时滞裕度广域测量控制器