基于能量整形的可控制动电阻暂态稳定控制器设计--单机无穷大系统篇

应用能量整形IDA-PBC方法设计了针对电力系统大干扰的可控制动电阻(TCBR)的闭环暂态稳定控制器,能量整形IDA-PBC方法直接使用系统能量作为存储函数,物理意义明确,较其它非线性控制器结构简单,并避免了可能产生的不期望的高增益问题.由于设计中完整地保留了系统非线性结构,不需进行任何线性化处理,较各种线性化设计方法具有更强的鲁棒性,适应系统模型和参数不精确程度效果较好.建立了适合能量整形和考虑系统调节动态的简化TCBR三阶模型,首次提出了用于求解能量整形匹配PDE的待定系数法用以有效设计TCBR闭合连续暂稳控制器,并详细探讨了求解匹配PDE待定系数法的理论基础,文中给出的仿真算例表明所提出的控制器有效可行.     

基于单机无穷大母线等值和轨迹灵敏度的暂态稳定最优励磁控制

为进一步降低电力系统暂态稳定控制代价,提出通过最优控制系统快速动态装置的设定值来保证系统在故障情况下的暂态稳定性。基于单机无穷大母线等值和轨迹灵敏度法,提出暂态稳定最优励磁控制二次规划模型,通过调整发电机电压调节器参考电压设定值来控制系统的稳定性。根据单机无穷大母线等值,在暂态稳定最优励磁控制模型中引入严格的暂态稳定判据;并借助轨迹灵敏度和稳定裕度指标提高计算效率。采用稳定裕度指标后避免寻找临界稳定轨迹,从而节省大量仿真时间。在新英格兰39节点10机系统和某省级692节点138机实际系统上的仿真结果验证了所提算法的可行性和有效性。     

单机无穷大系统暂态稳定线性最优控制

基于实时参数P-δ预测暂态系统稳定性,得到发电机功角δ的预测值,以功角预测值不大于预先设定的门槛值作为暂态稳定的条件,通过引入最优控制原理,在系统暂态稳定的条件下,得到发电机最优输入机械功率调整量,把微分方程所描述的电力系统控制问题,转化为以发电机输入机械功率为控制量的最优控制问题,以实现暂态稳定最优控制。     

VLSI仿真下的单机无穷大电力系统暂态稳定分析

鉴于电力系统仿真的重要性,首先介绍了使用模拟VLSI进行电力系统暂态稳定仿真在国内外的研究状况及优点.其次通过一系列的公式推导,将E'恒定的单机无穷大电力系统映射到线路板上,并在Pspice下进行建模.最后分别在不考虑阻尼和考虑阻尼情况下进行仿真.Pspice仿真工具下与其他仿真工具所得结果基本一致,但有一定误差,该文分析了误差存在的原因和解决方法.Pspice仿真速度是ns级的,大大提高了仿真速度.     

VLSI仿真下的单机无穷大电力系统暂态稳定分析

鉴于电力系统仿真的重要性,首先介绍了使用模拟VLSI进行电力系统暂态稳定仿真在国内外的研究状况及优点。其次通过一系列的公式推导,将E′恒定的单机无穷大电力系统映射到线路板上,并在Psp ice下进行建模。最后分别在不考虑阻尼和考虑阻尼情况下进行仿真。Psp ice仿真工具下与其他仿真工具所得结果基本一致,但有一定误差,该文分析了误差存在的原因和解决方法。Psp ice仿真速度是ns级的,大大提高了仿真速度。     

基于单机无穷大母线等值和轨迹灵敏度的暂态稳定约束最优潮流

在分析多故障暂态稳定约束最优潮流(transient stability constrained optimal power flow,TSCOPF)轨迹灵敏度法存在问题的基础上,提出基于单机无穷大母线等值和轨迹灵敏度的暂态稳定度约束最优潮流计算方法.根据单机无穷大母线等值,在暂态稳定约束最优潮流模型中引入严格的暂态稳定判据,并应用轨迹灵敏技术提高计算效率.将故障分为稳定故障、极度稳定故障、一般不稳定故障和极度不稳定故障,分别在暂念稳定约束中分别加以处理,可快速地进行放障筛选.同时,对于小稳定故障不需要寻找临界稳定轨迹,可节省大量的仿真时间.在3机、10机和20机系统上的仿真结果验证了所提出算法的有效性.     

单机无穷大系统暂态稳定线性最优控制

基于实时参数P-δ预测暂态系统稳定性,得到发电机功角δ的预测值,以功角预测值不大于预先设定的门槛值作为暂态稳定的条件,通过引入最优控制原理,在系统暂态稳定的条件下,得到发电机最优输入机械功率调整量,把微分方程所描述的电力系统控制,转化为以发电机输入机械功率为控制量的最优控制,以实现暂态稳定最优控制。     

考虑阻尼绕组作用的单机无穷大系统线性化模型

基于同步电机阻尼绕组对电力系统动态稳定性的重要影响,建立了考虑阻尼绕组作用的单机无穷大系统线性化ｃ１～ｃ２模型,对该模型与Ｐｈｉｌｌｉｐｓ－Ｈｅｆｆｒｏｎ ｋ１～ｋ６模型在自动励磁调节削弱机电模式阻尼的机理、系统动态稳定性的计算及电力系统稳定器的设计３方面的差别进行了分析和对比,经比较认为：同步电机迟相运行时,自动调节励磁将削弱机电模式的阻尼,此性质与有功负载的大小无关;ｃ１～ｃ１２模型适用于同步     

远距离输电断面暂态稳定极限的影响因素分析

对影响远距离输电断面暂态稳定极限的各种因素进行了分析,包括:计算稳定极限时的系统初始工况、受端系统的负荷水平以及受端系统与其他系统互联。采用两机等值系统模型对初始工况及负荷水平变化对稳定极限的影响进行分析。对于受端系统与其他系统互联的影响,稳定分析采用了多机系统的单机等面积稳定判据。理论分析和算例验证表明,受端电网负荷水平提高,稳定极限上升,而受端与其他电网互联会引起稳定极限下降。     

基于等值单机无穷大系统的多机系统PSS设计

多机电力系统PSS的合理设计对于抑制低频振荡至关重要.基于单机无穷大系统的PSS设计方法简单明了,但需要解决等值单机无穷大系统的求取问题.提出了一种直接利用多机系统Phillips-Heffron模型线性化矩阵对角元素形成等值单机无穷大系统Phillips-Heffron模型的新方法,并采用相位补偿法进行PSS设计.与基于发电机间的节点导纳矩阵求取等值单机无穷大系统的方法相比,新方法省去了各机组等值系统参数和线性化系数的计算工作.基于等值单机无穷大系统的PSS设计方法简洁,物理概念清晰,计算量小,便于现场应用.算例比较表明,基于等值单机无穷大系统设计的PSS增强系统阻尼的效果不比一些统一协调设计法的差.     

MATLAB PSB在电力系统暂态稳定中的仿真应用

运用MATLAB电力系统仿真程序SimPowerSystems构建了一个单机—无穷大系统模型,并在此基础上对电力系统稳定器、快速切除故障、故障限流器、单相自动重合闸等提高电力暂态稳定性措施的运行效果进行了仿真分析,可供师生在电力系统暂态分析课程教学过程中参考。     

基于等值单机无穷大系统的多机系统PSS设计

多机电力系统PSS的合理设计对于抑制低频振荡至关重要。基于单机无穷大系统的PSS设计方法简单明了,但需要解决等值单机无穷大系统的求取问题。提出了一种直接利用多机系统Phillips-Heffron模型线性化矩阵对角元素形成等值单机无穷大系统Phillips-Heffron模型的新方法,并采用相位补偿法进行PSS设计。与基于发电机间的节点导纳矩阵求取等值单机无穷大系统的方法相比,新方法省去了各机组等值系统参数和线性化系数的计算工作。基于等值单机无穷大系统的PSS设计方法简洁,物理概念清晰,计算量小,便于现场应用。算例比较表明,基于等值单机无穷大系统设计的PSS增强系统阻尼的效果不比一些统一协调设计法的差。     

含风电扩展单机无穷大系统不对称故障下的暂态稳定性分析

针对含双馈风力发电机(double-fed induction generator,DFIG)的扩展单机无穷大系统,分析不对称故障下,DFIG接入对系统暂态功角稳定性的影响。基于DFIG阻抗等值模型,依据等面积定则推导不对称故障下含双馈风电系统极限切除角的详细表达式,同时考虑风电比例、风机并网位置两种影响因素对含双馈风电系统极限切除角的影响,从而得到两种影响因素对系统暂态功角稳定性的影响,并分析该影响规律对不同双馈风机模型的适用性。在PSD-BPA中建立含DFIG的扩展单机无穷大系统的仿真模型,对理论分析的正确性进行了仿真验证。     

高压侧电压控制对单机-无穷大系统稳定性的影响

以单机—无穷大系统为例，对HSVC提高系统稳定性的机理作了分析。从变压器阻抗的补偿作用和系统阻尼的改善两个方面论证了高压侧电压控制对单机—无穷大系统静态和动态稳定性的影响，并与机端电压控制作了比较。理论分析表明：与常规的机端电压控制(TVC)相比，HSVC由于能够同时补偿发电机电抗和变压器电抗，因而能更好地补偿系统电抗，进而提高系统静态稳定极限。同样，对阻尼力矩的分析表明：在重负载下，高压侧电压控制在改善系统的动态特性、提高系统的静态稳定极限等方面都明显优于机端电压控制，HSVC能够更好的改善系统的动态特性。通过对具体算例的特征值分析和时域仿真，验证了理论分析的正确性。     

UPFC单机无穷大系统建模与控制策略研究

对含UPFC的单机无穷大系统的工作机理进行了研究分析,将UPFC等效为可控并联电流源与可控串联电压源,建立了考虑发电机励磁系统和汽门调节系统的含UPFC的单机无穷大系统七阶非线性数学模型;采用逆系统原理对该非线性模型进行解耦线性化。采用具有强鲁棒性的变结构控制理论为解耦后的模型设计控制器。最终计算机仿真结果验证了所建模型的正确性及其控制策略对系统稳定作用的优越性。     

新能源汇集系统短路故障清除后的暂态过电压机理

新能源汇集系统交流短路故障后产生的非工频暂态过电压可能导致新能源机组大规模脱网甚至损毁,这已成为制约新能源汇集系统送电极限的决定性因素。基于华北地区典型新能源汇集系统构建算例系统,分析短路故障下的暂态过电压形态特征,阐明易产生暂态过电压的系统参数条件,建立数学模型进行定量研究,利用RLC电路的全响应理论解释产生暂态过电压的本质原因。分析结果表明,短路故障清除后新能源汇集系统的电路固有谐振过程是导致暂态过电压的主要原因之一。     

短路电流限制器对电力系统暂态稳定影响的研究

快速短路电流限制器（ＦＦＣＬ）是限制电力系统短路电流的有效措施之一。主要研究了一种新型的短路电流限制器在电力系统中的配置及其对电力系统暂态稳定的影响,通过试验系统的验算,得到一些有益的结论。     

串联补偿型限流器对10kV配电系统的影响研究

文中围绕10 k V配电网系统,主要研究了一种串联补偿型故障限流器对电力系统的影响,该限流器由主回路串联的电容电感、与电容并联的金属氧化物避雷器、阻尼回路、反并联晶闸管以及旁路开关组成。文中首先介绍了其拓扑图和工作原理,接着理论分析了该限流器对单机无穷大系统的影响,然后在建立的仿真模型的基础上,分别研究了在正常工作状态下以及短路状态下限流器对系统的影响。通过理论分析和MATLAB/Simulink对系统进行仿真,研究表明该限流器在正常工作时可以改善电能质量,提高线路传输能力;在短路故障时能够起到限制短路电流的作用,提高暂态稳定性。     

双极短路故障下海上风电MMC-HVDC并网系统的暂态运行特性

双极短路故障作为最严重的直流系统故障,研究该场景下海上风电模块化多电平换流器型高压直流输电(modular multilevel converter-high voltage direct current,MMC-HVDC)并网系统的暂态运行特性对于系统的断路器配置与控制方案设计有着重要意义.首先分析了直流断路器(di...     

基于短路故障残压变换法的暂态稳定计算

基于短路故障残压变换法,提出了电力系统不对称暂态稳定计算方法。该方法结合了相分量法模型适应性和对称分量法计算效率高的优点,通过矩阵变换形成暂态稳定计算的机网接口和正序等效导纳矩阵,避免了复杂的复合序网形成过程。该方法既能应用于相分量坐标,也能应用于对称分量坐标,能够实现对多重故障和参数不对称元件的处理。仿真结果表明该方法简洁有效。