基于微分代数模型的AC/DC系统非线性控制器设计

针对电力系统实际负荷以及直流系统本身的非线性特性，在微分代数模型的基础上，将M导数、M括号以及MIMO微分代数系统反馈线性化技术运用到交直流并联系统非线性控制器设计中。在系统的M关系度小于系统阶数及其满足一定的条件时，可得到微分代数系统模型的Bronovsky标准形式，并对交直流混合(AC／DC)系统中发电机励磁控制和直流系统整流侧定电流控制律进行了深入研究。针对一个含有AC／DC的单机无穷大系统(SMIBs)进行实例仿真，研究结果表明所设计的非线性控制器与传统的PID控制器相比具有较好的阻尼特性，能进一步提高系统的动态稳定性。该控制器的设计方法可以很方便地应用于多机交直流并联系统的稳定性控制。     

考虑设备运行状态的频率和电压紧急调控在线预决策

常规机组被特高压直流和大规模新能源替代导致电网面临严重的频率和电压安全稳定风险,而及时有效的故障后紧急调控可以有效阻止大停电事故的发生。文中提出考虑设备实际运行状态的频率和电压紧急调控在线预决策方法,考虑故障后系统保护、机组一次调频、自动发电控制和自动电压控制等装置动作对节点注入的影响,自动识别故障后准稳态方式,构建以综合控制代价最小为目标的频率和电压预决策模型;通过措施枚举组合形成校核方案,并基于措施调整量快速估算实现校核方案筛选;兼顾频率和电压安全问题进行预决策策略迭代搜索,给出具体设备和控制量,实际故障发生后通过匹配故障和故障后问题进行紧急控制,降低电网事故风险,采用实际电网算例验证了该方法的有效性。     

满足安全稳定要求的限制短路电流在线辅助决策方法

为了避免按照离线最恶劣方式计算采取的限制短路电流措施过于保守问题,提出了满足安全稳定要求的限制短路电流在线辅助决策方法。在参照相关计算标准确定在线短路电流计算方法基础上,建立了满足短路电流越限要求且控制措施对系统安全稳定运行影响最小的目标函数。基于集群并行计算平台采用两阶段优化方法进行辅助决策控制措施搜索,首先通过求解控制措施数目最少的整数规划问题,获得满足短路电流不越限要求的若干方案作为安全稳定校核方案;之后在安全稳定校核基础上按照目标函数要求选取最终的限制短路电流辅助决策控制措施。某实际电网的算例验证了该方法的有效性。     

基于三道防线多直流馈入电网风险防范探讨

通过对多馈入直流输电系统中交直流系统间相互影响的研究,指出了南方电网系统可能存在着因交直流系统故障可能导致的多回直流同时换相失败、闭锁而使整个系统失稳的风险。分析了南方电网安全稳定三道防线的功能配置及其作用定位,指出防范上述风险的关键在于加强第一道防线,可靠、快速地清除交流系统的故障,做到防患于未然。