考虑频率与电压越限风险的孤岛微电网群分层协调控制策略 被引量：1

1

作者 张育炜 肖迁 +3 位作者 穆云飞 贾宏杰 金昱 陆文标 《电力系统自动化》 北大核心 2025年第5期99-108,共10页

孤岛交直流混合微电网群多采用子微网功率按比例分配方法,其在重负荷接入下面临频率与直流母线电压的越限风险。为解决上述问题,提出了一种分层协调控制策略。首先,构建一种分层控制架构;其次,在微电网群控制层,提出一种基于子微网极限... 孤岛交直流混合微电网群多采用子微网功率按比例分配方法,其在重负荷接入下面临频率与直流母线电压的越限风险。为解决上述问题,提出了一种分层协调控制策略。首先,构建一种分层控制架构;其次,在微电网群控制层,提出一种基于子微网极限功率点钳位的微电网群互联变换器功率分配方法,当重负荷接入时,有越限风险的子微网功率钳位于其阈值,保证频率与电压稳态不越限;再次,在子微网控制层,设计一种基于频率与电压微分前馈补偿的子微网瞬时功率控制方法,进一步保证频率与电压动态不越限。基于此,通过建立系统的小信号模型分析关键参数对稳定性的影响,并给出参数的设计过程。最后,多工况下的仿真算例验证了所提方法的有效性与优越性。 展开更多

关键词 交直流混合微电网 频率越限风险 电压越限风险 分层协调控制 功率分配 小信号模型

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基于分层模型预测控制的风电场的电压恢复协调控制

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作者 毛钧毅 古庭赟 +3 位作者 高源 徐长宝 林呈辉 范强 《太阳能学报》 CSCD 北大核心 2024年第12期407-415,共9页

为协调风电场之间的无功输出,提出一种基于HMPC的电压控制方法,旨在提高大型风电场的高电压穿越和故障后电压恢复能力,并减少风电场控制器的计算任务。在风电场电压分层控制框架的基础上,首先从风电机组的单体控制模型出发建立风电场的... 为协调风电场之间的无功输出,提出一种基于HMPC的电压控制方法,旨在提高大型风电场的高电压穿越和故障后电压恢复能力,并减少风电场控制器的计算任务。在风电场电压分层控制框架的基础上,首先从风电机组的单体控制模型出发建立风电场的整体控制模型,并采用HMPC方法滚动优化风电场输出无功功率;进一步,为提高大规模风电场电压优化问题的计算效率,采用基于交替方向乘子法的分布式求解方法。通过Matlab/Simulink搭建风电场仿真算例验证,结果表明所提HMPC方法相比传统控制方法在最小化风电机组端电压偏差和减少计算量方面具有更高的效率。 展开更多

关键词 风电场 电压控制 无功功率 分层模型预测控制 交替方向乘子法

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基于分层模型预测控制的风电场电压协调控制策略 被引量：32

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作者 张哲 王成福 +3 位作者 董晓明 杨明 梁军 张豪 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2019年第11期34-42,94,共10页

针对弱连接并网风电场无功电压调节中电压支撑能力较弱且易受风功率波动影响的问题,提出一种基于多时间级垂直分层思想与模型预测控制(MPC)理论相结合的风电场无功电压分层协调控制策略。首先,在自适应调节层,依据风电场调节能力与并网... 针对弱连接并网风电场无功电压调节中电压支撑能力较弱且易受风功率波动影响的问题,提出一种基于多时间级垂直分层思想与模型预测控制(MPC)理论相结合的风电场无功电压分层协调控制策略。首先,在自适应调节层,依据风电场调节能力与并网点电压波动轨迹预测,提出一种并网点电压自适应调节策略。其次,在无功分配层,求解无功需求容量,并给出一种可考虑各机组无功调节裕度的改进比例分配策略。最后,在跟踪控制层,依据状态预测与参考、反馈信息实时修正控制误差。通过分层MPC,各层内不同时间级的预测信息可被高效利用,各层间不同时间尺度的控制亦可得到有效协调。基于PSCAD的仿真分析结果验证了所提方法的有效性。 展开更多

关键词 风电并网 无功电压协调控制 模型预测控制 分层控制 无功分配

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东北电网混杂自动电压控制的研究 被引量：23

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作者 胡伟 梅生伟 +2 位作者 卢强 洪军 刘家庆 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2004年第1期69-73,共5页

针对中国东北500 kV电网的实际运行和调度情况,将混杂控制系统引入电力系统的电压控制,提出了东北电网混杂自动电压控制(HAVC)方案,建立了混杂分层电压控制模型,采用离散事件作为驱动主体,并可以实现复合指标调控。该控制方案可以提高... 针对中国东北500 kV电网的实际运行和调度情况,将混杂控制系统引入电力系统的电压控制,提出了东北电网混杂自动电压控制(HAVC)方案,建立了混杂分层电压控制模型,采用离散事件作为驱动主体,并可以实现复合指标调控。该控制方案可以提高东北电网的电压控制水平,增强电网抗扰动能力,改善电压稳定性,合理分配无功,减少网络损耗;并且由于系统控制目标分配至各控制层,通过离散事件来驱动控制,可降低优化问题的求解难度,提高运算效率,并能有效地利用现有技术条件,因此可实现性较好。计算机仿真研究证明了所提出和设计的控制系统、策略和方法的有效性。 展开更多

关键词 东北电网 混杂分层电压控制模型 自动电压控制 电压稳定性 电力系统

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面向耦合系统的交替方向滚动时域电压分层协同优化控制 被引量：11

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作者 杨浩 苏文栋 +3 位作者 谷毅 张轩 郭东波 唱一鸣 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第21期5846-5861,共16页

我国北方地区普遍存在由风、光等新能源场站与传统同步机组构成并经外送通道功率送出的耦合系统,其新能源单元并网点、场站并网点及耦合系统功率外送并网点均需满足各自的电压安全标准,给电压安全控制带来了严峻挑战。面向耦合系统电压... 我国北方地区普遍存在由风、光等新能源场站与传统同步机组构成并经外送通道功率送出的耦合系统,其新能源单元并网点、场站并网点及耦合系统功率外送并网点均需满足各自的电压安全标准,给电压安全控制带来了严峻挑战。面向耦合系统电压调控问题,该文结合耦合系统单元-场站-系统的物理层级特征,确定了系统层-场站层的电压分层协同控制结构,在各层级内兼顾运行网损优化和电压控制要求,协调各类无功控制资源,建立综合模型预测控制(MPC)和交替方向乘子法(ADMM)的网损优化与电压校正双模式自适应切换的滚动时域控制策略,实现耦合系统的分布式协同电压控制。在修改后的IEEE-14节点耦合系统和大连某区域耦合系统进行仿真,结果表明了该控制策略的有效性和适用性。 展开更多

关键词 耦合系统 并网点电压 模型预测控制 交替方向乘子 分层协调电压控制

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空气悬架混杂系统车身高度与可调阻尼分层控制 被引量：2

6

作者 胡启国 魏晨 +2 位作者 陆伟 雷旭东 梁栋 《郑州大学学报（工学版）》 CAS 北大核心 2023年第3期94-101,共8页

针对空气悬架车身高度调节控制过程中车身高度和阻尼器阻尼力难以进行协调控制的难题,提出一种基于混合逻辑动态(MLD)模型的空气悬架车身高度与可调阻尼分层控制策略。考虑空气悬架充放气过程中存在的混杂特性,应用MLD建模方法建立具有... 针对空气悬架车身高度调节控制过程中车身高度和阻尼器阻尼力难以进行协调控制的难题,提出一种基于混合逻辑动态(MLD)模型的空气悬架车身高度与可调阻尼分层控制策略。考虑空气悬架充放气过程中存在的混杂特性,应用MLD建模方法建立具有电磁阀和磁流变阻尼器的非线性空气悬架混杂系统模型,设计描述电磁阀开关状态的混杂自动机进行车高调节上层控制,基于混杂模型预测控制方法对磁流变阻尼器输入电流进行下层控制,进而通过改变电磁阀开关状态和磁流变阻尼器输入电流实现车身高度与可调阻尼分层控制。在随机路面激励工况下进行仿真验证,结果表明:所提控制方法在有效跟踪车身高度的同时,车身加速度相比于被动悬架和混杂模型预测控制分别降低了34.33%、34.34%,不仅能有效提高车辆乘坐舒适性,也能直接防止电磁阀频繁切换现象的发生,从而延长电磁阀的使用寿命。 展开更多

关键词 空气悬架 混合逻辑动态 混杂系统 混杂模型预测控制 分层控制

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特高压直流分层接入下交直流系统中长期电压稳定协调控制 被引量：20

7

作者 谢季平 张文 杨浩 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2020年第6期37-44,共8页

与传统特高压直流单层接入方式相比,分层接入方式从电网结构上改善了交流系统对多馈入直流系统的接纳能力和电压支撑能力,在潮流分布与控制上更加灵活、合理。为了充分利用分层接入直流系统快速功率调节能力,避免或减少中长期电压失稳... 与传统特高压直流单层接入方式相比,分层接入方式从电网结构上改善了交流系统对多馈入直流系统的接纳能力和电压支撑能力,在潮流分布与控制上更加灵活、合理。为了充分利用分层接入直流系统快速功率调节能力,避免或减少中长期电压失稳过程中切负荷造成的经济损失,文中提出一种特高压直流分层接入下的交直流系统中长期电压稳定协调控制方法。首先,基于直流分层接入系统准稳态模型,推导了不同直流控制方式下换流母线电压对分层接入直流逆变器传输功率的灵敏度解析表达式,并建立交直流系统电压轨迹预测模型。综合考虑直流电流和高、低端逆变器熄弧角的调制,基于预测轨迹构建协调电压控制的滚动优化模型,对直流分层注入功率和交流系统各电压控制手段进行协调控制。对山东电网规划系统的仿真分析表明,所提方法能够有效协调直流传输功率在交流电网中的分配,提高了系统电压稳定性并减少了切负荷损失。 展开更多

关键词 特高压直流 分层接入 中长期电压稳定 协调电压控制 模型预测控制

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基于分层控制的模块化多电平变流器模型预测控制方法 被引量：21

8

作者 林环城 王志新 +1 位作者 史莉 陆斌锋 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第1期143-152,共10页

为了解决传统模块化多电平变流器(MMC)控制器参数过多,参数整定复杂且对控制参数敏感,以及已有MMC模型预测控制(MPC)方法计算量过大、实用性不强等问题,提出一种新型MMC模型预测控制方法,通过建立相应代价函数对MMC相电流、桥臂环流和... 为了解决传统模块化多电平变流器(MMC)控制器参数过多,参数整定复杂且对控制参数敏感,以及已有MMC模型预测控制(MPC)方法计算量过大、实用性不强等问题,提出一种新型MMC模型预测控制方法,通过建立相应代价函数对MMC相电流、桥臂环流和子模块电压进行分层控制,从而大幅度减少计算量。对相电流模型预测控制的误差进行理论分析并提出补偿措施,提高了相电流控制精度。在Matlab/Simulink平台搭建了11电平MMC仿真系统进行仿真验证。结果表明,新型MMC模型预测控制方法单次运算耗时仅为已有模型预测控制方法的0.24%,相电流误差得到有效校正补偿,功率响应时间短且无超调,验证了新型MMC模型预测控制方法具有计算量低、动态响应快、稳态精度高的特性。 展开更多

关键词 模型预测控制 模块化多电平 代价方程 电压源换流器型直流输电 分层控制 环流抑制 电容均压

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模块化多电平换流器有限状态分层模型预测控制方法 被引量：7

9

作者 杨兴武 徐依明 +3 位作者 杨帆 王涛 杨帅 薛花 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2020年第15期148-158,共11页

模型预测控制易于协同控制多个参量,在模块化多电平换流器控制中体现出显著的优势,但传统的有限状态模型预测控制方法的权重因子难以精确设计,需要依赖大量的仿真和实验测试。文中提出一种有限状态分层模型预测控制方法,通过逆向预测交... 模型预测控制易于协同控制多个参量,在模块化多电平换流器控制中体现出显著的优势,但传统的有限状态模型预测控制方法的权重因子难以精确设计,需要依赖大量的仿真和实验测试。文中提出一种有限状态分层模型预测控制方法,通过逆向预测交流电压以及桥臂内部不平衡电压降计算上/下桥臂导通子模块数,实现交流电流控制和环流抑制。所提方法不仅省去了权重因子的繁杂设计过程,且无须循环计算所有开关状态,简化了循环预测次数,还可确保2N+1电平输出;同时,提出了一种基于预测分组排序的子模块电容电压平衡控制方法,可有效降低电压排序次数和开关频率,从而降低控制器的计算量。最后,搭建了模块化多电平换流器平台,验证了所提方法的正确性和有效性。 展开更多

关键词 模块化多电平换流器 模型预测控制 分层控制 子模块电容电压平衡 分组排序

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基于模型预测控制方法的风电直流微网集散控制 被引量：12

10

作者 王毅 于明 李永刚 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第21期57-66,共10页

设计了一个基于模型预测控制器的风电直流微网集散控制系统。为满足系统经济运行及高质量电能的要求,采用模型预测控制器作为其集散控制体系架构中的主控制单元,以产生本地控制器参考信号。为规避该分层控制结构中通信故障对系统稳定性... 设计了一个基于模型预测控制器的风电直流微网集散控制系统。为满足系统经济运行及高质量电能的要求,采用模型预测控制器作为其集散控制体系架构中的主控制单元,以产生本地控制器参考信号。为规避该分层控制结构中通信故障对系统稳定性的影响,本地控制器采用双冗余参考信号,正常运行时,接受模型预测主控制器的参考信号,一旦通信失败,本地控制器迅速切换至电压分层控制策略产生的参考信号。如此,既能够保证正常运行时系统高效运行及对电能质量的要求,又能在故障时保证系统不失稳。基于Matlab仿真平台对所提风电直流微网集散控制系统的有效性进行了仿真分析。仿真结果表明,所提风电直流微网集散控制系统在采用模型预测主控制器时,能够满足系统设计目标,实现联网或孤岛状态下对系统功率灵活、高效地调节;在系统通信故障时,通过控制器切换,能够保障系统稳定、安全运行。 展开更多

关键词 风电直流微网 模型预测控制 电压分层控制 集散控制系统 二次调压

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三电平四桥臂APF低运算量预测控制策略研究

11

作者 王贵峰 郭金星 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第12期2680-2690,共11页

四桥臂APF(active power filter)是解决三相四线制配电网电能质量问题的理想设备,三电平四桥臂APF因其充足的基矢量个数而具有较好的电流跟随性能,但模型预测电流控制应用于三电平四桥臂APF时预测运算量过大。提出一种基于空间分层思想... 四桥臂APF(active power filter)是解决三相四线制配电网电能质量问题的理想设备,三电平四桥臂APF因其充足的基矢量个数而具有较好的电流跟随性能,但模型预测电流控制应用于三电平四桥臂APF时预测运算量过大。提出一种基于空间分层思想的模型预测电压控制策略。基于无差拍控制思想及αβγ坐标系下离散数学模型,由参考电流预测出期望的参考电压,将多次电流预测转换为单次电压预测;并结合三电平四桥臂APF的电压矢量空间分布规律,采用空间分层思想,基于γ轴的空间位置进行优化矢量范围的选取,将寻优矢量范围从传统的81个降低至4~18个,实现了电压跳变限制和中点电位控制。仿真结果表明:该策略具有优良的控制性能。 展开更多

关键词 三相四线制 三电平四桥臂 预测运算量 模型预测电压控制 无差拍控制 空间分层

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