随着柔性直流(direct current,DC)异步互联工程相继推进,高水电占比高带来的超低频振荡问题威胁着电力系统频率的稳定。针对超低频振荡现象的发生,提出基于柔性直流输电即电压源换流器的高压直流输电(voltage source converter based hi...随着柔性直流(direct current,DC)异步互联工程相继推进,高水电占比高带来的超低频振荡问题威胁着电力系统频率的稳定。针对超低频振荡现象的发生,提出基于柔性直流输电即电压源换流器的高压直流输电(voltage source converter based high voltage direct current transmission,VSC-HVDC)系统的附加频率控制策略。首先,构建含水电、火电机组的频率响应模型,通过阻尼转矩分析揭示超低频振荡产生机理,明确各类调速器参数以及不同水电占比对系统超低频振荡发生的影响;随后,根据直流电容电压与交流系统频率耦合特性,对换流站参与抑制超低频振荡机理进行研究,提出换流站虚拟惯性与V_(DC)-f下垂的控制方式,并通过约束条件对虚拟惯性与下垂参数进行设计;最后,基于MATLAB/SIMULINK平台搭建含水电、火电机组的负荷频率控制模型,通过对比水轮机参数优化方法验证所提方法的有效性。展开更多
柔性直流输电技术已经发展为超高压直流输电的一种主要方式。然而多个工业现场出现低频振荡现象,从而影响了供电的可靠性。现有理论从感应发电机效应和次同步控制相互作用角度解释了暂态短路等异常工况下低频振荡的原因,却无法分析正常...柔性直流输电技术已经发展为超高压直流输电的一种主要方式。然而多个工业现场出现低频振荡现象,从而影响了供电的可靠性。现有理论从感应发电机效应和次同步控制相互作用角度解释了暂态短路等异常工况下低频振荡的原因,却无法分析正常功率调动时低频振荡的机理。基于此,该文从多个角度,系统地研究了柔性直流输电系统的低频振荡问题:1)通过数学模型定量地分析了其作用机理,MMC阻抗特性、开关频率、低频运行特征和环流的低通特性共同引起了低频振荡;2)采用环流抑制、开关频率优化和有源阻尼等多种控制手段,改进了现有的低频振荡抑制算法;3)搭建了双端±420kV柔性直流输电系统的基于实时数字仿真系统(real time digital simulation system,RTDS)的硬件在环仿真,利用典型柔性直流输电工程的参数,对比所提算法和传统算法的实现结果,验证工业现场的适用性。该文所提低频振荡机理能够解释低频振荡发生的各种原因,所提控制策略可以抑制低频振荡发生,提高柔性直流输电系统的可靠性。展开更多
以投资费用最小和系统可用输电能力(available transfer capability,ATC)最大为目标,建立了多类型柔性交流输电系统(flexible AC transmission system,FACTS)的多目标优化模型,并考虑了多个约束条件。提出一种嵌套的多目标粒子群优化算...以投资费用最小和系统可用输电能力(available transfer capability,ATC)最大为目标,建立了多类型柔性交流输电系统(flexible AC transmission system,FACTS)的多目标优化模型,并考虑了多个约束条件。提出一种嵌套的多目标粒子群优化算法求解该多约束非线性N-P困难问题的Pareto解集,该算法的外层用于计算多目标优化问题,内层用于计算系统的可用输电能力和静态电压稳定指标。结果表明不考虑其他因素时,晶闸管控制串联电容器(thyristor controlled series capacitor,TCSC)是最合理的配置选择;当FACTS安装数量有限时,相比统一潮流控制器(unified power flow controller,UPFC)和静止同步补偿器(static synchronous compensator,STATCOM),多种FACTS设备混合安装可以在经济上和效果上取得较好的平衡;若电网在有限投资水平下需要较高的可用输电裕量,应首先考虑并联型和串联型FACTS混合安装的方案。在IEEE-14节点中对所提方法进行的验证表明该方法的正确性和有效性,该方法可以同时确定FACTS的安装类型、安装地点和补偿容量。展开更多
提出了一种分析FACTS多个控制回路之间交互影响的新方法:改进相对增益矩阵(Relative gain array,RGA)方法,使其可对合成控制系统不同控制过程之间的交互影响进行分析,以利于设计人员通过考察各输入对输出变量的影响程度,选取控制变量与...提出了一种分析FACTS多个控制回路之间交互影响的新方法:改进相对增益矩阵(Relative gain array,RGA)方法,使其可对合成控制系统不同控制过程之间的交互影响进行分析,以利于设计人员通过考察各输入对输出变量的影响程度,选取控制变量与被控量之间的最佳搭配。为了验证所提出方法的有效性,将其用于指导FACTS阻尼控制器的设计。数字仿真结果表明,利用该方法进行UPFC阻尼控制器附加回路的选取,能取得较满意的效果。展开更多
针对柔性直流(voltage source converter based high voltage direct current,VSC-HVDC)输电系统的稳定性问题,分别在电压源型换流站(voltage source converter,VSC)采用不同控制策略时建立了两端VSC-HVDC详细的状态空间模型,全面分析了...针对柔性直流(voltage source converter based high voltage direct current,VSC-HVDC)输电系统的稳定性问题,分别在电压源型换流站(voltage source converter,VSC)采用不同控制策略时建立了两端VSC-HVDC详细的状态空间模型,全面分析了VSC-HVDC的振荡模式。在不考虑锁相环的情况下采用特征值法计算系统23阶状态矩阵的特征值和阻尼比,基于模态频率和参与因子分析,甄别出VSC-HVDC的主要振荡模式。结果表明,该系统主要包含直流侧的次同步振荡(subsynchronous oscillation,SSO)模式、q轴电流的SSO模式和定有功功率换流站交流侧d轴电流的超同步振荡模式。当换流站有功功率类控制为定有功功率时,考虑到VSC-HVDC的振荡模式最少、阻尼比最大,定交流电压控制要优于定无功功率控制;当换流站定直流电压控制时,定交流电压控制与定无功功率控制对振荡模式的影响基本相同;VSC-HVDC大部分振荡模式主要与定直流电压控制环节和定有功功率控制换流站的状态变量相关,主要受该侧换流站控制环节的影响。展开更多
文摘随着柔性直流(direct current,DC)异步互联工程相继推进,高水电占比高带来的超低频振荡问题威胁着电力系统频率的稳定。针对超低频振荡现象的发生,提出基于柔性直流输电即电压源换流器的高压直流输电(voltage source converter based high voltage direct current transmission,VSC-HVDC)系统的附加频率控制策略。首先,构建含水电、火电机组的频率响应模型,通过阻尼转矩分析揭示超低频振荡产生机理,明确各类调速器参数以及不同水电占比对系统超低频振荡发生的影响;随后,根据直流电容电压与交流系统频率耦合特性,对换流站参与抑制超低频振荡机理进行研究,提出换流站虚拟惯性与V_(DC)-f下垂的控制方式,并通过约束条件对虚拟惯性与下垂参数进行设计;最后,基于MATLAB/SIMULINK平台搭建含水电、火电机组的负荷频率控制模型,通过对比水轮机参数优化方法验证所提方法的有效性。
文摘柔性直流输电技术已经发展为超高压直流输电的一种主要方式。然而多个工业现场出现低频振荡现象,从而影响了供电的可靠性。现有理论从感应发电机效应和次同步控制相互作用角度解释了暂态短路等异常工况下低频振荡的原因,却无法分析正常功率调动时低频振荡的机理。基于此,该文从多个角度,系统地研究了柔性直流输电系统的低频振荡问题:1)通过数学模型定量地分析了其作用机理,MMC阻抗特性、开关频率、低频运行特征和环流的低通特性共同引起了低频振荡;2)采用环流抑制、开关频率优化和有源阻尼等多种控制手段,改进了现有的低频振荡抑制算法;3)搭建了双端±420kV柔性直流输电系统的基于实时数字仿真系统(real time digital simulation system,RTDS)的硬件在环仿真,利用典型柔性直流输电工程的参数,对比所提算法和传统算法的实现结果,验证工业现场的适用性。该文所提低频振荡机理能够解释低频振荡发生的各种原因,所提控制策略可以抑制低频振荡发生,提高柔性直流输电系统的可靠性。
文摘以投资费用最小和系统可用输电能力(available transfer capability,ATC)最大为目标,建立了多类型柔性交流输电系统(flexible AC transmission system,FACTS)的多目标优化模型,并考虑了多个约束条件。提出一种嵌套的多目标粒子群优化算法求解该多约束非线性N-P困难问题的Pareto解集,该算法的外层用于计算多目标优化问题,内层用于计算系统的可用输电能力和静态电压稳定指标。结果表明不考虑其他因素时,晶闸管控制串联电容器(thyristor controlled series capacitor,TCSC)是最合理的配置选择;当FACTS安装数量有限时,相比统一潮流控制器(unified power flow controller,UPFC)和静止同步补偿器(static synchronous compensator,STATCOM),多种FACTS设备混合安装可以在经济上和效果上取得较好的平衡;若电网在有限投资水平下需要较高的可用输电裕量,应首先考虑并联型和串联型FACTS混合安装的方案。在IEEE-14节点中对所提方法进行的验证表明该方法的正确性和有效性,该方法可以同时确定FACTS的安装类型、安装地点和补偿容量。
文摘提出了一种分析FACTS多个控制回路之间交互影响的新方法:改进相对增益矩阵(Relative gain array,RGA)方法,使其可对合成控制系统不同控制过程之间的交互影响进行分析,以利于设计人员通过考察各输入对输出变量的影响程度,选取控制变量与被控量之间的最佳搭配。为了验证所提出方法的有效性,将其用于指导FACTS阻尼控制器的设计。数字仿真结果表明,利用该方法进行UPFC阻尼控制器附加回路的选取,能取得较满意的效果。
文摘针对柔性直流(voltage source converter based high voltage direct current,VSC-HVDC)输电系统的稳定性问题,分别在电压源型换流站(voltage source converter,VSC)采用不同控制策略时建立了两端VSC-HVDC详细的状态空间模型,全面分析了VSC-HVDC的振荡模式。在不考虑锁相环的情况下采用特征值法计算系统23阶状态矩阵的特征值和阻尼比,基于模态频率和参与因子分析,甄别出VSC-HVDC的主要振荡模式。结果表明,该系统主要包含直流侧的次同步振荡(subsynchronous oscillation,SSO)模式、q轴电流的SSO模式和定有功功率换流站交流侧d轴电流的超同步振荡模式。当换流站有功功率类控制为定有功功率时,考虑到VSC-HVDC的振荡模式最少、阻尼比最大,定交流电压控制要优于定无功功率控制;当换流站定直流电压控制时,定交流电压控制与定无功功率控制对振荡模式的影响基本相同;VSC-HVDC大部分振荡模式主要与定直流电压控制环节和定有功功率控制换流站的状态变量相关,主要受该侧换流站控制环节的影响。
