基于无功有效短路比的交直流交互影响分析

到2015年,西南水电基地超特高压直流外送通道将增至4个。这些外送直流系统的换流站均存在落点集中、耦合紧密的特点,复杂的交直流交互影响亟待分析。在多馈入直流量化指标的基础上,考虑换流站的无功消耗,推广定义了多馈入无功有效短路比,并给出利用其判断系统强弱的标准。针对2015年西南水电基地4条外送直流丰大运行方式,运用无功有效短路比进行交互影响分析。仿真结果表明采用改进指标评估多直流系统交互影响的合理性,以及对电网规划具有更准确的指导意义。     

基于线性最优控制的交直流低频振荡附加阻尼控制器设计

对于低频振荡抑制问题,提出了一种新的电力系统稳定器(PSS)及直流附加控制的设计方法。通过改进的总体最小二乘-旋转不变(TLS-ESPRIT)辨识技术分析系统振荡特性,再对各个振荡模态分别辨识出相应的被控传递函数,最后利用带观测器的线性最优控制(LQR)方法设计出相应控制器,达到抑制低频振荡的目的。在设计过程中,利用基于LQR的PSS抑制区域内低频振荡,区域间低频振荡通过基于LQR的直流附加控制完成。     

一种MMC控制系统的复合校正策略

为了提高基于模块化多电平换流器的高压直流输电系统中控制系统的快速性与鲁棒性,改善系统的动态性能,在传统双闭环直接电流控制的基础上,针对系统换流站级别的定功率闭环控制提出了通用的前馈加负反馈的复合校正策略。首先建立了双环控制的内外环数学模型,然后推导出了双环控制的传递函数,根据所推导的传递函数,设计前馈与负反馈校正环节。最后在PSCAD/EMTDC上搭建了两端仿真模型,对所提出的复合校正策略进行了验证。结果表明,所提策略可以有效地改善系统的动态性能,使系统可以快速平稳的从一个稳态过渡到另一个稳态。     

光纤陀螺信号处理的实用方法

根据光纤陀螺信号漂移的数学模型,分别采用了基于傅立叶分析的IIR滤波器和基于小波变换的阈值滤波器进行消噪处理,通过试验结果分析,肯定了小波阈值滤波方法的优越性.     

基于柔性直流低频振荡阻尼控制器的优化设计

针对柔性直流(VSC-HVDC)低频振荡的问题,首先通过最小二乘—旋转不变的方法(TLS-ESPRIT)分析了系统的特性,辨识出系统的传递函数;接着运用LQR优化算法引入状态观测器,得到带观测器的控制器传递函数即所求控制器;然后利用遗传算法对LQR函数的参数Q、R进行优化,得出效果更加明显的控制器,从而实现对柔性直流低频振荡的有效控制;最后为比较最优控制器与其他控制器的效果,利用经典极点配置法设计了控制器。PSCAD/EMTDC仿真表明,最优控制器可较好地抑制各种扰动下的低频振荡,具有较好的鲁棒性;利用输出反馈,有利于工程实践。     

MMC型换流器双极故障电流影响因素分析及其优化

针对采用模块化多电平换流器（modular multilevel converter，MMC）的柔性直流输电系统的双极短路故障，在建立单端故障电流表达式的基础上，详细分析了换流站级控制、阀级控制、换流站运行水平对故障电流的影响。利用反证法，通过理论计算与仿真验证相结合的方式，得出故障发生后6.0 ms内，站级控制不影响故障电流，阀级控制对故障电流有非线性影响，运行水平影响故障电流增长速度与峰值时间等结论。根据所得结论，提出了可以限制故障电流水平的阀级控制优化措施。最后在PSCAD/EMTDC仿真平台搭建四端MMC模型，验证了所提优化措施的有效性。     

MMC-HVDC互联系统协调控制策略与频率响应分析

模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)型直流输电技术是近年来新能源集中送出和远距离异步联网较好的解决方案。负荷变化通过直流电网对交流系统产生的频率响应是一个重点研究课题。研究了基于模块化多电平换流器的多端柔性直流输电(modular multilevel converter based multi-terminal high voltage direct current,MMC-MTDC)系统的协调控制策略,通过交流电网的频率下垂控制和MMC换流站的直流电压下垂控制实现瞬时功率的平衡。通过引入换流站附加频率控制策略,使某个换流站交流系统出现负荷-频率变化时其他交流系统可以通过直流电网参与功率和频率调整,并进行理论推导频率响应关系,得出频率响应矩阵。在PSCADX4/EMTDC仿真软件搭建四端直流电网模型进行验证,结果表明控制策略的有效性与频率响应分析的可行性。     

基于电压下垂特性的MMC-MTDC协调控制策略

基于模块化多电平换流器的多端高压直流输电(modular multilevel converter based multi-terminal high voltage direct current,MMC-MTDC)系统中各个换流站的控制对整个系统电压和功率的稳定是至关重要的。基于电压与功率的关系进行设计的传统下垂控制器无法实现受端换流站之间的功率分配。针对这一问题,提出了一种基于电压下垂特性的多端组网协调控制策略。对MMC型换流站数学模型进行了详细地分析并根据多端直流组网结构的特点,推导出各换流站之间电压和电流关系。基于换流站U-I特性曲线,设计了电压外环控制器,通过改变U-I特性曲线的斜率即可实现换流站之间的功率分配。在PSCAD/EMTDC仿真平台上搭建了四端模型,仿真结果显示,通过调整U-I特性曲线斜率即可实现受端换流站功率按既定要求分配,验证了该控制策略的正确性和有效性。     

基于伴随网络的直流电网短路电流计算方法

直流线路发生短路故障后,子模块电容作为换流器闭锁前短路电流的主要贡献单元,其极快的放电速度,对直流电网的安全稳定运行提出了严峻考验,亟待开展直流电网短路电流计算方法的研究。首先采用梯形积分法对所建直流电网等效模型中的动态元件进行离散化,再通过改进节点法构建网络方程,迭代求得故障支路各时刻的短路电流,进而提出一种基于伴随网络的直流电网短路电流计算方法。在PSCAD/EMTDC软件中搭建四端双极环形直流电网模型进行仿真,根据直流线路发生不同类型故障的仿真结果,在计算精度和计算效率2个方面,将所提计算方法与典型的状态空间法进行比较,分析了2种方法的误差来源,验证了所提算法的有效性。     

双通道高压直流附加频率极点配置控制器设计

为提高HVDC孤岛运行方式下的输电能力,同时抑制次同步振荡与低频振荡,提出了一种双通道附加频率极点配置控制策略。利用改进最小二乘旋转不变辨识算法,辨识出孤岛运行方式下系统低频与次同步振荡的开环传递函数。再利用系统的根轨迹图,通过调整系统的增益,可以初步得到一些使系统稳定的闭环极点,逐渐调整闭环极点的实部,得到期望的极点,以及观测器极点,然后利用带观测器的极点配置法,得到使系统稳定的控制器传递函数。为比较极点配置控制器的效果,设计了PID控制器与其进行对比。经过电磁暂态仿真软件Pscad仿真表明:该设计的极点配置控制器同时抑制孤岛运行方式下系统的低频与次同步振荡效果良好,改变运行方式,适应性较好,鲁棒性较PID控制器好;传统的PID控制器对系统的运行方式要求比较高,改变运行方式,效果变差,鲁棒性不好。因此,设计的极点配置控制器可以实现同时抑制HVDC孤岛运行方式下发生的低频与次同步振荡,有较好的鲁棒性,有一定的工程参考意义。