多落点HVDC附加阻尼控制的最优控制点研究

四川电网是典型直流多落点系统,如何选择最适合的直流线路来阻尼区域间振荡需要研究。在对系统线性化处理的基础上,通过理论推导得出了可以衡量直流阻尼控制器安装地点优劣的指标——控制敏感因子。该指标综合考虑了直流阻尼控制器对目标振荡模式的阻尼效果和对其余振荡模式的影响,其值越大表明控制点对区域间振荡模式可控性越好,且对其余振荡模式的影响越小。进一步给出了控制敏感因子的实用化计算步骤。通过对四川实际电网多种运行方式下的BPA数据模型仿真计算,验证了所提指标的正确性,为直流附加阻尼控制器最优安装地点的选择提供了实用化计算指标和一定程度的理论解释。     

交直流并联电力系统PSS和直流附加控制器协调优化设计

针对远距离、多区域交直流互联电网低频振荡现象,提出了一种基于改进矩阵束算法的PSS和直流附加控制器协调运行的优化设计。具体包括利用改进矩阵束算法对全网系统辨识,得出系统在没有配置PSS和直流附加控制器时的振荡频率和阻尼比,设定协调优化的目标函数,利用共轭轨迹法优化PSS和直流附加控制器参数;反复利用改进矩阵束算法对系统进行辨识,不断优化协调参数,直到系统逐渐消除低频振荡。仿真结果表明,该协调优化设计可有效抑制电力系统低频振荡,增加系统阻尼,提高系统稳定性。     

基于TLS-ESPRIT辨识的多直流控制敏感点研究

多直流输电系统的出现及发展,使得通过直流附加控制抑制低频振荡的方法更加复杂也更加灵活,附加直流控制地点选择与振荡抑制效果息息相关,可定义低频振荡控制敏感点为附加控制器对系统不同振荡模态的最佳安装位置。提出了通过TLS-ESPRIT方法辨识各直流扰动情况下发电机加权功角曲线,得到振荡模态对应于各条直流的多直流控制因子,通过多直流控制因子确定振荡模态的控制敏感点,附加控制器的参数通过综合性能指标进行整定,在控制敏感点附加直流调制将获得最优的控制效果。以川渝电网振荡模态为算例对四川电网多直流输电系统进行了仿真验证,结果表明了控制敏感点的准确性。     

多直流附加阻尼控制的控制敏感点挖掘

直流附加控制是HVDC系统抑制低频振荡的有效措施,但是在多直流HVDC系统中不同的直流点加装附加控制所取得的效果和花费的代价不同。提出以达到相同阻尼效果时所需直流调制输出量最小(或单位调制量下阻尼最大)为目标来选择加装附加控制的直流点。基于线性系统理论推导了控制敏感因子指标。计算各发电机对某振荡模式的参与因子,取参与因子较大的机组的功角和惯性时间常数进行处理得到综合功角。通过矩阵束辨识方法确定某直流线路对综合功角主振模式的控制敏感因子。对得到的多直流系统中不同直流的控制敏感因子排序形成最优控制策略表。控制敏感因子愈高的直流线路愈宜作为附加直流控制的安装点。最后对某多直流HVDC系统进行仿真验证,结果表明了所得最优控制策略表的准确性。     

交直流电力系统PSS和直流附加控制的协调

针对当今大容量、远距离、多区域互联电网低频振荡现象严重的问题,提出了一种基于Prony算法的PSS和直流附加控制器协调运行的策略。该方法根据多代理分层控制的思想,首先利用Prony辨识全网系统,求出在没有配置PSS和直流附加控制时的系统振荡频率,利用相位补偿法优化PSS控制参数,有效地抑制局部振荡模式。当全网的局部振荡模式达到满意水平后,反复利用Prony对系统进行辨识,通过每次的辨识结果对直流附加控制器进行参数整定,逐渐把剩余区域间振荡模式消除。仿真研究表明,该控制策略有效抑制了贵广交直流系统的低频振荡,并具有一定的鲁棒性。     

交直流互联系统区间振荡广域阻尼控制系统设计

针对交直流互联系统区间振荡问题,构建了基于特征值转移因子理论的统一协调广域阻尼控制方案。首先,提出了能够反映多维振荡模式转移关系的非负定特征值转移因子矩阵,推导了能够统一协调各直流附加控制器的最优控制输入向量。然后,根据特征值转移因子矩阵的特征,利用可控性指标选择合适的控制器落点,同时利用贡献因子优选反馈信号。对美国西部电网频域和时域仿真结果表明,广域阻尼控制系统能够有效协调多个直流附加控制器,统一将不稳定区域的多个振荡模式快速、平稳地转移到稳定区域,同时该系统在通信延时、信号缺失以及参数不确定性等情况下     

基于多工况综合留数及H2／H∞的多回直流系统阻尼控制鲁棒设计方法

直流附加阻尼控制是提高电力系统区域间低频振荡阻尼的有效措施,但阻尼控制器的安装地点和调制信号的选取是影响阻尼控制器性能的重要因素。综合考虑了控制器安装地点和调制信号组合方案对主导模式的可观可控性、对其他模式的耦合作用和对多种运行工况的鲁棒性3个因素,提出了多工况综合留数指标来确定最优方案,所设计控制器的H2/H∞综合性能验证了多工况综合留数指标的有效性。最后,对一个大规模交直流混联系统在多种运行工况、多种故障情况下进行了仿真,仿真结果验证了基于多工况综合留数和H2/H∞的多回直流系统阻尼控制鲁棒设计方法能有效提高系统区间振荡模式的阻尼。     

基于广域信号的柔性直流输电附加阻尼控制

柔性直流输电具有灵活可控的特点,而广域信号或广域信号的组合具有可控、可观性好和相位关系稳定等特点.结合柔性直流输电和广域信号的优点设计了柔性直流输电广域稳定控制器.利用扩展留数比选择最优的广域信号或其组合作为反馈输入,利用极点配置的方法确定附加阻尼控制器的参数.数值仿真结果表明基于广域信号为输入的阻尼控制器在系统振荡时能很好地阻尼功角振荡.     

基于广域测量信息的互联电网模型预测阻尼控制

提出一种基于模型预测控制的新型阻尼控制器设计方法。为抑制区间低频振荡,该控制器由2级PSS构成,其输入信号由广域测量信号和本地测量信号组成。采用留数矩阵法选择广域控制回路,通过模式辨识进行2级PSS控制。将常规励磁系统中传统的自动电压调节器(automatic voltage regulator,AVR)用模型预测控制器(model predictive controller,MPC)替代,并与2级PSS协调作用,通过模型预测和优化求解,得到励磁控制器的最优控制输入,以实现电压调节和增强阻尼之间的动态协调。典型的四机两区系统仿真结果表明,基于模型预测控制的2级PSS设计的控制效果明显优于传统的阻尼控制,可以快速调节机端电压,显著改善互联电网阻尼。     

基于广域测量信息的互联电网模型预测阻尼控制北大核心

提出一种基于模型预测控制的新型阻尼控制器设计方法。为抑制区间低频振荡,该控制器由2级PSS构成,其输入信号由广域测量信号和本地测量信号组成。采用留数矩阵法选择广域控制回路,通过模式辨识进行2级PSS控制。将常规励磁系统中传统的自动电压调节器(automatic voltage regulator,AVR)用模型预测控制器(model predictive controller,MPC)替代,并与2级PSS协调作用,通过模型预测和优化求解,得到励磁控制器的最优控制输入,以实现电压调节和增强阻尼之间的动态协调。典型的四机两区系统仿真结果表明,基于模型预测控制的2级PSS设计的控制效果明显优于传统的阻尼控制,可以快速调节机端电压,显著改善互联电网阻尼。     

天广直流输电系统的基本控制策略

控制系统是直流输电系统的核心部分，在简介直流输电基本控制原理的基础上，阐述了天广直流输电系统基本控制策略的实现方法，并结合故障实例分析了控制方式的转换过程。实际运行情况和实例分析表明，天广直流输电工程所采用的方法有效保证了功率传输的准确稳定、设备的安全及交直流系统的稳定运行，这对直流输电控制理论的仿真研究与应用、我国未来直流输电工程的实施有较大的参考价值。     

关于交直流并列输电系统的控制策略研究

提出了一种针对交直流并联输电系统的非线性变结构控制方法.它使用状态反馈精确线性化的方法,将该非线性系统线性化为一个完全可控的线性系统,再结合变结构控制理论,即利用滑动模态对系统的摄动和外部干扰的不变性,设计了非线性变结构控制器.仿真结果表明,非线性变结构控制可以有效地调节直流线路的传输功率,保证交直流系统的稳定性.     

高压直流输电CSD控制功能分析

直流站控是高压直流换流站的控制系统之一,一般配置2套互为冗余的系统, CSD(控制关断)功能是针对直流站控系统故障的一种控制策略。分析了CSD控制功能的动作条件、过程、结果,根据现场实际情况,总结导致CSD动作的因素,并针对现场工作提出防范措施,防止正常运行过程中CSD的误动作。     

宁东－山东±660kV直流输电示范工程直流集控系统

介绍了常规直流集控系统的实现方式,结合宁东－山东660kV直流输电示范工程详细描述了该集控系统的系统架构,关键技术。该系统的实施对于直流输电厂站的集中控制,常规的直流输电厂站的运行和维护具有示范性的参考意义。     

高压直流输电控制与保护对线路故障的动态响应特性分析

直流输电线路保护中,以电压变化率为动作判据的线路行波保护和低电压保护难以检测出线路高阻接地故障,线路差动保护需要通过闭锁躲避区外故障而使动作延时较长,从而难以起到后备作用。同时,直流控制系统环节对线路保护的动作特性也有很大的影响,小负荷水平下将导致线路电流波动而导致差动保护拒动。结合某一直流线路实际参数,基于真实的直流控制保护模型与参数的EMTDC仿真平台,采用实际故障录波分析和仿真分析相结合的手段,系统分析了线路保护不正确动作的机理以及直流系统控制环节对线路保护的影响,并提出了解决方案。     

高压直流输电控制保护多重化分析

介绍了高压直流输电控制保护双重化及三重化的概念及实现原理,列举了当前运行直流系统中单元件故障出口可能导致闭锁的保护.针对保护双重化配置和传感器等单元件的配置情况,对比了ABB公司和南瑞公司为防止因单元件故障导致闭锁采取的解决方案.还对3起因测量装置或传感器没有完全双重化而造成停运的事故进行了分析,并介绍了高岭换流站三重化保护存在的问题及解决方案.对直流输电现存的双重化方面的缺陷给出了建议,提出了从根本上解决一套系统维修、另一套系统异常时导致跳闸等问题的方法就是信号接点和控制保护全部三重化.选用"三取二"逻辑的保护设备时,应选用具有3个及以上通道的一次设备,避免单个元件或板卡故障引发直流闭锁.     

高压直流输电控制保护技术及其应用

基于三峡至常州直流输电工程换流站控制保护功能性能分析，较全面地概述了直流输电控制系统的基本策略、功能／性能要求及其发展，并对我国直流输电换流站二次系统的发展提出了建议。     

基于PSCAD/EMTDC逆变器自定义定关断角 控制的实现

在PSCAD中建立了关断角测量模块及定关断角闭环控制框图,从而构建了自定义定关断角闭环控制模块。取代CIGRE原有的标准控制模型,采用所建立的自定义定关断角控制模块对高压直流输电系统的阀控进行了仿真,将结果与标准控制模型下的结果进行了对比,验证了自定义的闭环定关断角控制模块具有良好的动态及静态控制性能,且与标准的CIGRE控制系统具有完全的等价性。同时,针对实际系统的一些故障情况,可以对自定义的定关断角控制模块进行结构优化。使系统具有一定的故障保护功能。总之,自定义的定关断角控制模块为实际的复杂系统实现PSCAD建模和仿真分析提供了更为有效的手段。     

龙-政高压直流输电分接头控制

分接头控制是换流器控制系统中重要组成部分.在介绍换流站分接头控制系统的控制模式手动控制和自动控制时,分别对两者的控制特性进行说明.     

高压直流控制与保护系统配合不当分析

研究了葛南直流控制保护系统改造完成后遗留下来的一个隐患,分析了葛洲坝换流站一次双极停运事故的现象,根据绝对最小滤波器组不满足的条件,指出无功控制与交流滤波器保护配合不当是这次事故的主要原因,同时找出有功功率回降软件功能不完善之处,最后给出了相应的解决办法,为将来更好地实施直流控制保护系统国产化改造提供参考。