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利用本地频率线性分量的电力系统功率缺额估计方法

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南方电网技术 2023年第8期17卷 96-103,112页

作者：秦颖婕李文博伍双喜李佳朋谭嫣李宇骏广东电网有限责任公司电力调度控制中心广州510060 西安交通大学电气工程学院西安710049

针对现有功率缺额估计方法可靠性低、耗时长等缺点,提出了一种基于本地频率信息的快速功率缺额估计方法。首先,通过求解常微分方程初值问题,证明了在系统受扰初期,本地频率变化量可以表示为一个线性分量与n-1个机电模式的线性组合,且本... 详细信息

针对现有功率缺额估计方法可靠性低、耗时长等缺点,提出了一种基于本地频率信息的快速功率缺额估计方法。首先,通过求解常微分方程初值问题,证明了在系统受扰初期,本地频率变化量可以表示为一个线性分量与n-1个机电模式的线性组合,且本地频率的线性分量与系统惯量中心频率变化量相等。基于这一特性,提出了一种无需远程通信的系统功率缺额快速估算方法。该方法基于最小二乘拟合提取本地频率的线性分量来估计系统惯量中心频率,并结合惯量水平估算系统的功率缺额。最后,在PSCAD/EMTDC中搭建了新英格兰39节点系统,验证了所发现性质的正确性和所提功率缺额估计方法的有效性。

关键词：功率缺额估计本地频率惯量中心最小二乘拟合

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多机电力系统广域非线性鲁棒电压控制策略

中国科学：技术科学 2012年第5期42卷 565-575页

作者：阮阳袁荣湘武汉大学电气工程学院武汉430072

本文针对多机电力系统提出一种广域非线性鲁棒电压控制策略.针对COI(center of inertia)坐标系下的系统数学模型,提出一种简单而巧妙的模型变换方法,将其转换为一个引入了发电机的机端电压偏差为新的状态变量的不确定线性系统,进而应用... 详细信息

本文针对多机电力系统提出一种广域非线性鲁棒电压控制策略.针对COI(center of inertia)坐标系下的系统数学模型,提出一种简单而巧妙的模型变换方法,将其转换为一个引入了发电机的机端电压偏差为新的状态变量的不确定线性系统,进而应用基于线性矩阵不等式(linear matrix inequality,LMI)的鲁棒控制理论设计出控制器.所提出的广域非线性鲁棒电压控制器不依赖于系统某个特定运行点,可适应系统网络参数以及运行方式的变化,保证机端电压调节精度.控制器不需要测量发电机转子角及任何变量的微分,仅需要测量发电机的机端电压、角速度、有功及无功功率.此外,控制器考虑了广域反馈信号的时滞以及部分机组未装设相量测量装置(phase measurement unit,PMU)的影响.应用PSCAD/EMTDC对某三机和四机系统进行了详细测试,仿真结果验证了控制器的良好性能.

关键词：多机电力系统惯量中心非线性励磁控制广域控制机端电压调节

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基于超导储能装置的联络线功率控制

电力系统自动化 2008年第8期32卷 5-9,68页

作者：王康兰洲甘德强石立宝倪以信浙江大学电气工程学院浙江省杭州市310027 清华大学深圳研究生院电力系统国家重点实验室深圳研究室广东省深圳市518055

改变了以往将超导储能装置安装在发电机出口处的策略,利用该装置与系统间有功和无功功率交换的灵活性,进行互联系统联络线的功率控制。控制目标由传统的驱使系统恢复到故障前的稳定运行点,转为跟踪系统惯量中心,以较小的控制代价尽快将... 详细信息

改变了以往将超导储能装置安装在发电机出口处的策略,利用该装置与系统间有功和无功功率交换的灵活性,进行互联系统联络线的功率控制。控制目标由传统的驱使系统恢复到故障前的稳定运行点,转为跟踪系统惯量中心,以较小的控制代价尽快将系统拉回同步,并迅速平息故障后的区域间功率振荡。利用反步法为超导储能装置的有功环节设计了鲁棒控制器,使闭环系统对建模误差及有界的外部扰动具有鲁棒性。最后利用PSS/E对所提出的控制方案在4机2区系统上进行了数字仿真,证明了该方案的有效性。

关键词：超导储能鲁棒控制反步法惯量中心电力系统

基于协同控制理论的非线性直流附加控制器设计

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电力自动化设备 2017年第4期37卷 210-217页

作者：邹延生董萍华南理工大学电力学院广东广州510640

为提高高压直流联络线所连交流系统的暂态稳定性,针对大规模交直流互联电网的非线性及其建模的不准确性,设计了一种新型的基于协同控制的直流附加控制器并将其用于多区域交直流混联系统中。首先根据各区域惯量中心设计合适的宏变量和流... 详细信息

为提高高压直流联络线所连交流系统的暂态稳定性,针对大规模交直流互联电网的非线性及其建模的不准确性,设计了一种新型的基于协同控制的直流附加控制器并将其用于多区域交直流混联系统中。首先根据各区域惯量中心设计合适的宏变量和流形,推导出基于协同控制直流附加控制器的解析表达式;然后以区域惯量中心角频率偏差和直流功率偏差最小为目标函数,采用遗传算法优化控制器参数;最后将所设计的控制器分别用于两区域交直流并联系统和多馈入系统,并采用PSCAD搭建详细模型进行时域仿真。仿真结果表明,与基于极点配置线性化方法和基于滑模控制非线性方法的直流附加控制器相比,提出的协同控制方法具有更好的控制效果,能够有效地抑制区间功率振荡。此外,该控制器的推导对系统模型的依赖性不强,且对不同负荷模型、不同运行方式和广域测量信号的延时具有较强的鲁棒性。

关键词：高压直流输电附加控制协同控制惯量中心暂态稳定性鲁棒性

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互联电网失稳模式演化现象及其影响因素分析

电力系统自动化 2013年第21期37卷 9-16页

作者：任先成李威薛禹胜薛峰方勇杰李勇南瑞集团公司(国网电力科学研究院) 江苏省南京市211106 华中电力调控分中心湖北省武汉市430077

随着电网规模的扩大,一些非常见的动态行为引起了关注。基于扩展等面积准则(EEAC)识别主导模式及多摆失稳的理论,分析了局部地区短路故障导致跨大区互联电网首摆和第2摆两种失稳模式之间变化的现象,阐明了随着系统参数、控制策略变化的... 详细信息

随着电网规模的扩大,一些非常见的动态行为引起了关注。基于扩展等面积准则(EEAC)识别主导模式及多摆失稳的理论,分析了局部地区短路故障导致跨大区互联电网首摆和第2摆两种失稳模式之间变化的现象,阐明了随着系统参数、控制策略变化的系统失稳模式演化机理。分析了领前群内非同调特性对切机控制效果的影响,指出短路点近区机组加速导致大区电网内负荷功率和直流外送功率减小,恶化了大区机组的稳定性。通过实际算例仿真验证了分析结论。

关键词：大电网暂态稳定失稳模式多摆失稳反摆失稳非同调负效应惯量中心

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TCSC鲁棒自适应控制器的非线性逆推设计

控制理论与应用 2007年第3期24卷 385-390页

作者：朱林蔡泽祥兰洲刘皓明倪以信徐政华南理工大学电力学院广东广州510640 浙江大学电气学院浙江杭州310027 东南大学电气工程系江苏南京210096 香港大学电机电子工程系清华大学深圳研究生院电力系统国家重点实验室深圳研究室广东深圳518055

设计了一种应用于互联电网的TCSC鲁棒自适应调制控制器(RAMC).该控制器采用广域测量系统中的全局信号,旨在对各区域的惯量中心进行控制并保持同步运行.采用反推法推导了控制规律,并在2区域4机系统中进行了控制器性能检测.仿真结果显示,... 详细信息

设计了一种应用于互联电网的TCSC鲁棒自适应调制控制器(RAMC).该控制器采用广域测量系统中的全局信号,旨在对各区域的惯量中心进行控制并保持同步运行.采用反推法推导了控制规律,并在2区域4机系统中进行了控制器性能检测.仿真结果显示,该控制器可有效阻尼互联电力系统间的机电振荡,与传统的控制器相比具有良好的性能.

关键词：晶闸管控制的串联电容器电力系统稳定鲁棒自适应控制反步法惯量中心

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互联系统结构保留的频率慢动态仿真分析

华南理工大学学报（自然科学版） 2008年第2期36卷 139-146页

作者：刘磊杜兆斌管晓宏张尧倪以信石立宝西安交通大学系统工程研究所机械制造系统工程国家重点实验室陕西西安710049 香港大学电机电子工程学系中国香港华南理工大学电力学院广东广州510640 清华大学深圳研究生院电力系统国家重点实验室深圳研究室广东深圳518055

大规模互联电力系统(LIPS)在长期动态中由于频率和电压的慢动态可能引发生存性危机,最终造成一些大停电事故.为此,作为LIPS慢动态频率控制器设计的第一步,文中对LIPS结构保留的频率慢动态进行了建模和仿真.在以区域惯量中心频率为区域... 详细信息

大规模互联电力系统(LIPS)在长期动态中由于频率和电压的慢动态可能引发生存性危机,最终造成一些大停电事故.为此,作为LIPS慢动态频率控制器设计的第一步,文中对LIPS结构保留的频率慢动态进行了建模和仿真.在以区域惯量中心频率为区域均一频率的假设下,建立了LIPS结构保留的频率慢动态模型,并提出了时域仿真计算方法.将该方法应用于双区域4机系统和IEEE 30节点3区域系统,并在4机系统上与暂态稳定程序作比较,结果均表明相应模型和方法是可行和有效的.

关键词：互联电力系统频率慢动态时域仿真动态潮流惯量中心

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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

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跟踪COI思想应用于多机系统励磁控制

电力系统自动化 2006年第17期30卷 14-18页

作者：兰洲甘德强倪以信浙江大学电气学院浙江省杭州市310027 香港大学电机电子工程学系

针对多机电力系统,提出了发电机功角和频率以动态跟踪系统惯量中心(COI)为目标的励磁控制思想。在该思想下,各发电机的功角按一定距离动态追踪系统COI功角的变化,而各发电机的频率则动态追踪系统COI频率的变化。相比于当前绝大多数以原... 详细信息

针对多机电力系统,提出了发电机功角和频率以动态跟踪系统惯量中心(COI)为目标的励磁控制思想。在该思想下,各发电机的功角按一定距离动态追踪系统COI功角的变化,而各发电机的频率则动态追踪系统COI频率的变化。相比于当前绝大多数以原运行点为发电机调节目标的控制思想而言,文中所提出的思想的主要特点在于它是利用系统的动态COI信号来将各发电机拉向同步,系统将根据实际情况稳定于某一可接受的频率,而不是局限于工频。在相同的发电机模型基础上,建立了2种不同思想下的控制系统模型,并给出了采用相同方法设计的鲁棒控制器。最后采用2区4机系统进行了动态仿真,以比较这2种鲁棒控制器以及自动电压调节器+电力系统稳定器(AVR+PSS)励磁系统在提高电力系统暂态稳定性方面的控制功效。

关键词：励磁鲁棒控制电力系统暂态稳定惯量中心