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电力系统自动电压控制建模与仿真

电力系统自动电压控制建模与仿真

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作者：赖旬阳华北电力大学(北京)

学位级别：硕士

目前,随着我国电压等级逐步提升,远距离大容量交直流混合输电技术的推广,无功功率的需求及电压的控制问题显得尤为突出。在大规模电力系统的无功电压控制中,传统的人工控制方法存在重大缺陷,在实时性,精确性方面有诸多不足。自动电压控... 详细信息

目前,随着我国电压等级逐步提升,远距离大容量交直流混合输电技术的推广,无功功率的需求及电压的控制问题显得尤为突出。在大规模电力系统的无功电压控制中,传统的人工控制方法存在重大缺陷,在实时性,精确性方面有诸多不足。自动电压控制(Automatic voltage control, avc)的提出,一方面迫于现实控制的需要;一方面得益于现代控制理论和信息技术的快速发展。如今自动电压控制技术已在各省地级电力公司得到普遍应用,成为了电力系统经济调度的重要组成部分。类似于有功频率的自动发电控制,针对无功电压问题的自动电压控制在优化系统无功分布,减小系统有功损耗,维持电压水平,提高电力系统稳定性方面发挥着重要作用。本文针对国内普遍采用的三级电压控制的基本框架,提出了适用于电力系统仿真的自动电压控制建模方案,并通过实例验证模型的有效性。首先,采用经典控制论的方法建立基于比例积分(PI)控制器的自动电压控制方案;其次,考虑到模型预测控制(Model predictive control, MPC)在工程控制中的突出优势以及近年来电力系统领域对MPC控制的研究方兴未艾,构建了基于MPC的自动电压控制模型：最后,结合PI控制和MPC两种控制理论,提出了混合系统的自动电压控制思路,建立电力系统avc的集中控制模型,将avc系统的控制范围由传统的发电厂扩展至变电站,在控制变量上由发电机组连续变量扩展至变电站电容器、变压器变比等离散变量的控制。并且针对avc仿真模型的特点,阐述了适用于电力系统 avc 仿真的Gear变步长算法,最后在中国电力科学研究院PSD-FDS仿真平台上编写仿真程序,通过新英格兰10机39节点案例和实际大系统案例验证了模型的可靠性。

关键词：自动电压控制 avc建模 avc仿真

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