基于状态反馈精确线性化变结构控制的SSSC控制器设计

提出一种基于状态反馈精确线性化变结构控制的静止同步串联补偿器(SSSC)控制器设计方法.考虑到SSSC交流侧电压幅值和相角以及直流侧电容电压的动态调节过程,建立了SSSC在同步旋转dq坐标系下的非线性数学模型,在此模型的基础上,采用状态反馈精确线性化方法将原非线性系统转化为线性系统.然后,应用变结构控制原理设计SSSC控制器,同时通过PI控制稳定直流侧电容电压.最后,利用MATLAB仿真软件搭建了装设有SSSC的110kV输电系统的仿真模型,仿真结果表明了所设计的控制器能够很好地根据需求来改善电网输电能力,具有良好的暂态控制性能.     

直流微电网潮流控制器与分布式储能协同控制策略

针对直流微电网互联变换器提出一种能根据两端直流母线电压判断自身传输功率方向与大小的智能控制策略。该策略首先将两个直流微电网之间的互联变换器作为微电网潮流控制器(MicrogridPowerFlowController,MPFC)来控制互联线路上的潮流。然后提出一种微网自适应功率下垂控制方法使MPCF与分布式储能协同控制直流母线电压。最后使用Matlab/Simulink仿真验证该控制方法能够有效提高系统的稳定性和效率,并且能够减小因不需要的功率流动所带来的功率损耗及储能的充放电次数。     

直流汇集系统直流母线电压稳定控制技术

直流汇集系统中,分布式电源和负荷通过变流器与直流母线并联,由于阻抗特性不一致,导致各节点电压差异,为了抑制环流和维持直流母线电压稳定,本文在深入分析主从控制和下垂控制特性的基础上,进一步提出了一种基于变系数下垂控制的直流母线电压控制方法,解决了传统下垂控制中储能单元充放电功率比例无法进行在线调节的问题。最后本文通过仿真分析验证了所提控制策略的有效性和可行性。     

基于博弈论控制方法的无互联线直流微电网发电系统

提出了一种基于博弈论的控制策略,应用于无互联线直流微电网中的分布式发电装置,实现并联均流的控制。该方法通过引入虚拟对手的概念,每台分布式发电装置根据自身的成本函数和其他发电装置之间通过博弈共同对直流母线电压进行控制,进而使直流母线电压和各分布式发电装置的输出电流最终达到纳什均衡。所给出的成本函数综合了分布式发电装置的输出功率、历史直流母线电压误差和当前直流母线电压误差。通过小信号建模分析了系统的动态稳定性。仿真和实验结果证明了该控制策略的有效性,各个分布式发电装置能够实现功率均分。     

考虑换流变压器变比调节的交直流系统分布式动态潮流

交直流电网互联在一起,而调度中心采用独立计算模式,二者之间存在矛盾,给电网分析和监控带来种种弊端.在基于异步迭代模式的以高压直流线路为联络线的分布式动态潮流算法(ADDPF)的基础上,补充提出了考虑换流变压器变比调节的交直流互联系统ADDPF算法.通过将直流边界节点状态量选为交流母线电压幅值、相角及换流变压器变比,增加...     

一种提高系统稳定性的静止同步串联补偿器控制策略

风力发电及特高压直流输电在我国得到了长足发展,大容量的风电出力波动或特高压直流闭锁后,不受控的大规模潮流转移严重威胁着电网的安全稳定运行,因此高效的潮流控制手段对提高我国电网的稳定运行水平具有十分重大的意义。文中针对电力系统潮流控制的问题,推导建立了实现线路潮流控制的静止同步串联补偿器(static synchronous series compensator,SSSC)控制策略,并搭建了其电磁暂态仿真模型;仿真结果表明,所设计的控制策略在有效控制SSSC直流电容电压的基础上,还可实现对线路潮流的精确、快速控制。文中研究成果可指导SSSC控制器设计,为大规模新能源和特高压直流输电接入后电力系统的潮流控制和稳定运行提供参考。     

直流输电系统控制参数对交直流连接母线电压幅值的影响

采用灵敏度分析方法对交直流输电系统稳态运行条件下的相互影响作了详细分析。分析了直流输电系统控制参数变化对直流输电系统输送的有功功率和需要的无功功率的影响,进而导致交直流连接节点电压的变化情况。采用解耦求解与联合求解2种方法讨论了不同控制方式下,直流输电系统控制参数对交直流连接母线电压幅值的影响。结合交直流输电系统的计算结果,总结了直流输电系统电压设定值、电流设定值、触发角(或熄弧角)设定值、功率设定值以及换流变压器变比对换流器有功功率和无功功率的影响,以及这些控制量对交直流连接母线电压幅值的影响。其影响的大小和方向取决于系统采用的控制方式以及系统网络参数。运用所提出的方法易从计算得到的灵敏度矩阵中分析交直流输电系统之间稳态运行条件下的相互影响。     

基于PSS/E的柔性直流输电系统仿真计算研究

柔性直流输电系统作为新一代直流输电技术,其控制策略及暂态过程复杂,仿真计算模型一直处于不完善的状态。以大连柔性直流输电工程为例,采用基于PSS/E模型自定义功能开发的新型柔性直流输电模型,分析柔性直流输电系统的运行特点及其对传统电网的影响,探讨直流电压裕度控制、直流电压下垂控制、紧急有功功率提升/反转控制等的适用场合,提出了柔性直流有功功率支援应在两端换流站交流母线电压恢复正常水平后启动,及有功功率指令值提升速度与定直流电压侧换流站交流母线电压恢复速度相适应的两种改善柔性直流输电有功功率支援暂态过程的控制方法。     

基于非线性干扰观测器的直流微电网母线电压控制

针对直流微电网母线电压控制问题,设计一种应用于DC-DC双向变流器直流母线电压控制系统的非线性干扰观测器,在不需要增加额外电压/电流传感器的情况下即可实现对系统内扰动的快速跟踪,有利于直流微电网内分布式电源和负荷的扩展和即插即用;进一步提出基于该非线性干扰观测器输出结果的前馈控制方法,以有效抑制暂态直流母线电压波动和冲击。若直流微电网中存在三相不平衡交流负荷或通过单相DC-AC变流器并入交流系统等,将导致直流母线电压中存在二倍频脉动分量,进而使控制直流母线电压的DC-DC变流器电感电流中含有该低频纹波分量,影响系统稳定性。为此提出在上述直流母线电压控制方法基础上引入基于二阶通用积分环节的带通滤波器,以有效抑制DC-DC电感电流中的低频脉动分量。最终在包含直流模拟电源、直流负荷、由DC-AC接入的三相不平衡负荷及双向DC-AC变流器构成的直流微电网实验平台中验证了所提方法的有效性。     

基于超级电容的直流微电网电压波动抑制研究

针对直流微电网暂态条件下的直流母线电压波动问题,提出一种基于储能单元的波动抑制方法。首先分析了直流母线电压波动原理;在此基础上,对系统中储能单元的控制算法进行了改进:在已有控制环节的基础上引入跟踪微分器(TD),利用直流母线电压信号,实现对系统暂态不平衡功率的跟踪和补偿,达到抑制母线电压波动的目的;以超级电容(SC)储能单元为对象,通过硬件实验,在不同系统运行模式和不同负荷类型条件下验证了所提方法的控制效果。     

基于母线电压分层的直流微网系统协调控制

在直流微网系统中,各分布式单元通常以分散的方式接入直流母线,而分布式电源和负荷易受到外界环境影响,从而影响直流微网母线电压稳定性.因此设计一种基于母线电压分层的直流微网系统协调控制策略,构建以光伏发电为主的直流微网系统结构,将母线电压划分为5个层级,针对不同层级对应的运行模式,研究分布式单元运行方式及其控制策略,最后通...     

三电平SSSC潮流控制研究

柔性交流输电系统(FACTS)能够根据输电需求进行灵活调整,静止同步串联补偿器(SSSC)作为FACTS中的一类,可以控制线路的阻抗、电压、线路潮流等参数。将线路潮流作为控制目标,以三电平拓扑为基础推导出SSSC的数学模型,并提出了三电平SSSC的线路潮流控制策略,同时分析了电压空间矢量脉宽调制(SVPWM)在SSSC中的实现方法。搭建了三电平SSSC系统的实验平台,将所提的线路潮流控制策略与SVPWM方法运用到SSSC系统中,实验验证了潮流控制策略的可行性。     

特高压直流接入背景下的UPFC系统级控制策略

为缓解特高压直流馈入受端电网后造成的多个交流输电通道紧张的问题,提高换流站交流母线暂态电压支撑强度和稳态调压能力,首先基于电网络理论推导了统一潮流控制器(UPFC)对输电线路电流、交流母线电压的控制灵敏度,分析了利用UPFC系统级控制功能(线路有功/无功潮流控制以及并联换流器无功功率控制)实现输电线路过载控制和交流母线电压调节的可行性。在此基础上,提出了一套特高压直流接入背景下的UPFC系统级控制策略,以监控系统运行参数并自动生成满足系统安全稳定约束的UPFC系统级控制指令值。最后,以锦苏直流落点附近的苏南500 kV UPFC示范工程作为仿真算例,验证了所提出的控制灵敏度分析的有效性和UPFC系统级控制策略的可行性。     

预防多馈入直流输电系统换相失败的直流功率控制方法

为了预防多馈入直流输电系统换相失败及同时换相失败的问题,提出了一种直流功率控制方法。在定量分析直流功率对逆变侧换流母线电压影响的基础上,利用回降故障直流功率、增大系统电压稳定裕度的方法防止换相失败。该方法根据逆变器之间的相互作用关系,将多馈入直流输电系统换相失败分为2种不同场景,针对不同场景设计了相应的直流功率控制策略,并给出了对应的直流功率控制启动判据,计算了直流功率调节量及其调节速率。在PSCAD仿真平台搭建多馈入直流输电系统模型,所提出的直流功率控制方法能够有效避免多馈入直流输电系统换相失败及同时换相失败。     

直流配电系统接口换流器虚拟同步发电机自适应惯性控制策略

直流配电网具有低惯性弱阻尼特征,负荷投切、分布式能源出力波动等扰动,会对直流母线电压造成严重影响.类比交流系统中的虚拟同步发电机控制,文章提出了基于电压-电流下垂控制的直流虚拟同步发电机自适应惯性控制策略;建立了直流虚拟同步发电机小信号模型,推导出直流母线电压与直流侧输出电流之间的传递函数;根据直流母线电压暂态振荡特征,设计了自适应虚拟惯性系数策略.仿真结果表明,所提控制方法能够改善系统暂态响应,提高直流配电系统的稳定性.     

基于节点电流注入法的UPFC潮流控制新方法研究

提出了一种基于节点电流注入法的改进的统一潮流控制器潮流控制的新方法:串联侧基于电流预测法实现对线路有功、无功功率的控制,并联侧用无功注入电流控制母线电压。利用电力系统综合程序(PSASP)的用户程序接口(UPI)功能,用C++语言编写了UPFC潮流控制模型的用户程序,与潮流程序交替求解,实现UPFC的控制功能。通过算例验证了该方法的正确性及有效性。所建模型无需改变UPFC两侧接入点的节点类型,控制灵活;基于节点电流注入法的思想对柔性交流输电系统控制器与其他商业软件的接口有借鉴意义。     

考虑经济调度及电压恢复的直流微电网分布式二次控制

基于下垂控制的直流微电网初级控制存在稳态母线电压偏差和电流难以准确分配的缺点,传统采用集中式或分布式的二次控制策略虽然可以实现直流微电网母线电压恢复和电流均分,但并没有考虑各分布式发电单元的发电成本.为提高直流微电网的稳定性和运行效率,基于分布式一致理论,设计了分布式平均母线电压恢复控制算法和分布式最优负荷分配算法,并基于上述算法设计了直流微电网新型分布式二次控制策略.该控制策略可以在二次控制层同时实现母线电压恢复和经济调度,从而提高微电网的运行效率.另外,该控制策略完全分布式实施具有更好的灵活性、鲁棒性和可扩展性.     

静止无功补偿器改善特高压直流运行性能仿真研究

云南-广东±800 kV特高压直流输电系统送端孤岛运行方式下,由于送端系统较弱,直流系统投切交流滤波器或电容器将会在换流母线上产生较大的电压波动,影响直流系统运行.利用实时数字仿真器(RTDS)和南瑞继保公司开发的直流控制保护系统建立了云南-广东±800 kV特高压直流输电系统闭环实时数字仿真系统,在此基础上对特高压直流输电工程中应用静止无功补偿器(SVC)抑制换流母线电压波动问题进行了详细的研究.仿真结果表明,利用SVC能够很好地抑制投切交流滤波器或电容器引起的换流母线电压波动,改善特高压直流输电系统运行性能,为解决国内特高压直流工程中类似问题提供了参考.     

基于SoC均衡的直流微网储能系统负荷动态分配控制

针对直流微网系统中的分布式储能系统(DESSs),提出了一种基于荷电状态(SoC)均衡的负荷动态分配控制方法。该方法通过在传统下垂控制的基础上增加SoC均衡控制环节,使SoC较大的储能单元(ESU)输出较多功率,SoC较小的ESU输出较小功率,最终实现SoC均衡。另外,增加直流母线电压补偿环节,解决下垂控制导致的直流母线偏差问题。在PSIM中搭建仿真模型,对多种控制方法进行仿真比较,仿真结果证明了该方法的有效性。     

基于SoC均衡的直流微网储能系统负荷动态分配控制

针对直流微网系统中的分布式储能系统(DESSs),提出了一种基于荷电状态(SoC)均衡的负荷动态分配控制方法.该方法通过在传统下垂控制的基础上增加 SoC均衡控制环节,使 SoC较大的储能单元(ESU)输出较多功率,SoC较小的 ESU 输出较小功率,最终实现SoC均衡.另外,增加直流母线电压补偿环节,解决下垂控制导致的直流母线偏差问题.在 PSIM 中搭建仿真模型,对多种控制方法进行仿真比较,仿真结果证明了该方法的有效性。