采用廣域測量信號的互聯(lián)電網(wǎng)區(qū)間阻尼控制.pdf

《采用廣域測量信號的互聯(lián)電網(wǎng)區(qū)間阻尼控制.pdf》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。

1、第Z8卷第Z期Vol.Z8No.ZZ004年1月Z5日J(rèn)an.Z5Z00437采用廣域測量信號的互聯(lián)電網(wǎng)區(qū)間阻尼控制謝小榮!肖晉宇!童陸園!韓英鐸清華大學(xué)電機系北京市100084摘要!在大型互聯(lián)電力系統(tǒng)中9區(qū)間模式的低頻振蕩是限制傳輸能力的嚴(yán)重瓶頸之一9而經(jīng)典阻尼控制(如PSS)因限于局部測量不能很好地解決這個問題O迅速發(fā)展的廣域測量系統(tǒng)能在全網(wǎng)范圍內(nèi)精確測量和高速傳遞機組相對功角和角頻率等量9使得采用廣域測量信號構(gòu)成全局性的區(qū)間阻尼控制系統(tǒng)成為可能9進而為提高互聯(lián)電網(wǎng)的功角穩(wěn)定性和傳輸容量提供了契機O文中在一個簡單的Z區(qū)4機電力系統(tǒng)中9研究了采用廣域測量信

2、號實現(xiàn)勵磁控制器區(qū)間阻尼控制環(huán)節(jié)的設(shè)計原理實現(xiàn)方法和仿真效果9說明了基于廣域測量系統(tǒng)的區(qū)間阻尼控制能有效抑制區(qū)間低頻振蕩和提高互聯(lián)系統(tǒng)的傳輸容量9而且可工程實現(xiàn)O同時就設(shè)計適用于復(fù)雜電力系統(tǒng)的廣域阻尼控制系統(tǒng)提出了一些關(guān)鍵性理論和實際問題9以供進一步深入研究O關(guān)鍵詞!相量測量單元;廣域測量系統(tǒng);阻尼控制;電力系統(tǒng)穩(wěn)定器中圖分類號!TM761Z～4引言的契機本文將就如何應(yīng)用WAMS實現(xiàn)有效和實用的區(qū)間阻尼控制這一問題進行探討拋磚引隨著電力系統(tǒng)規(guī)模的擴大區(qū)域間的低頻振蕩玉以切實解決大電網(wǎng)的低頻振蕩問題提高系統(tǒng)的正成為限制電網(wǎng)傳輸能力的瓶頸而現(xiàn)有的阻尼控穩(wěn)定性和

3、傳輸能力制器主要是電力系統(tǒng)穩(wěn)定器PSS并不能很好地解決這一問題根本原因在于①不能直接利用相區(qū)間阻尼控制的新機遇對功角和角速度構(gòu)成閉環(huán)控制雖然采用相對功角同步相量最初的含義是指被打上同步時標(biāo)的電和角頻率來實現(xiàn)阻尼控制是最直接和有效的但長網(wǎng)電壓電流正序基波相量但目前實用的相量測量期以來缺少必要的測量方法只能采用其他間接變單元PMUphasormeasurementunit可同步量來代替導(dǎo)致控制效果不佳②限于本地局部信采集表征電網(wǎng)運行狀態(tài)的幾乎所有的當(dāng)然也是需息采用本地測量構(gòu)成反饋控制不能很好地反映要的變量最為關(guān)鍵的它能測量發(fā)電機內(nèi)電勢轉(zhuǎn)區(qū)間振蕩模態(tài)導(dǎo)致控制系統(tǒng)雖

4、然能阻尼本地振蕩子角角速度母線電壓相位等與低頻振蕩密切相關(guān)模式但難以有效抑制區(qū)間振蕩模式③缺乏動態(tài)的量在高速通信網(wǎng)絡(luò)如電力數(shù)據(jù)寬帶網(wǎng)的支持協(xié)調(diào)能力分散局部設(shè)計的PSS可能由于缺少彼下各PMU采集的帶時標(biāo)的數(shù)據(jù)能以較小的延時此協(xié)調(diào)而使低頻振蕩現(xiàn)象重新出現(xiàn)乃至加劇采用數(shù)十毫秒到數(shù)百毫秒內(nèi)傳遞到數(shù)據(jù)中心站完成分散協(xié)調(diào)控制理論設(shè)計的阻尼控制器可在特定工況同步處理和分析構(gòu)成WAMS它為克服現(xiàn)有阻尼1下獲得靜態(tài)協(xié)調(diào)特性但是大電網(wǎng)系統(tǒng)的模型復(fù)控制的固有缺陷創(chuàng)造了條件①可在一定延時內(nèi)獲雜運行方式眾多振蕩模式多變使得離線設(shè)計的取機組間的相對功角和角頻率將其作為阻尼控制靜態(tài)協(xié)調(diào)

5、控制的有效性受到限制器的反饋輸入構(gòu)成閉環(huán)控制在工程上是可行的這信息處理和通信技術(shù)的迅猛發(fā)展推動了電力工56在國內(nèi)外WAMS應(yīng)用工程中已得到充分證明業(yè)應(yīng)用技術(shù)的進步使得現(xiàn)有阻尼控制的固有缺陷②向分散布置的阻尼控制器提供全局信息使其能逐漸被克服尤其是自Z0世紀(jì)90年代興起的同步4有效抑制本地和區(qū)間兩種模式的低頻振蕩③數(shù)相量技術(shù)和廣域測量系統(tǒng)WAMSWide-area據(jù)中心站準(zhǔn)實時獲取系統(tǒng)當(dāng)前的運行狀態(tài)分析measurementsystem給電力系統(tǒng)的監(jiān)測分析和其振蕩模式進而動態(tài)優(yōu)化各分散阻尼控制器的參控制提供了新的手段為互聯(lián)電網(wǎng)阻尼控制帶來新數(shù)實現(xiàn)自適應(yīng)式的全局

6、協(xié)調(diào)型阻尼控制系統(tǒng)由于WAMS根本上克服了現(xiàn)有阻尼控制的固收稿日期IZ003-06-04;修回日期IZ003-08-13O有缺陷從而為構(gòu)建新型的區(qū)間阻尼控制系統(tǒng)帶來國家自然科學(xué)基金資助項目(59877011)O了機遇隨著WAMS技術(shù)的迅速發(fā)展特別是通38Z004Z8Z過工程應(yīng)用獲得了實際經(jīng)驗和初步效益開發(fā)采用H1叢1+HZ叢ZH3叢3+H4叢4-廣域測量信號的區(qū)間阻尼控制系統(tǒng)成為一個熱點問H1+HZH3+H4YRi=i=1Z題目前國內(nèi)外在這一方面的研究主要集中在工H1叢1+HZ叢ZH3叢3+H4叢4-程可行性論證和仿真分析方面3～6雖然尚沒有實LH1+HZH

7、3+H4J際應(yīng)用結(jié)果的報道但相關(guān)的開發(fā)工作正在進行中KRi采用線性最優(yōu)方法設(shè)計步驟為①在典型運行方式下對系統(tǒng)進行小范圍線性化得到其線性預(yù)計在幾年內(nèi)將會出現(xiàn)成功的應(yīng)用工程狀態(tài)空間數(shù)學(xué)模型該模型包含機組的AVR和經(jīng)2簡單實例研究典PSS②采用線性二次型方法將AIADC的設(shè)計Z7轉(zhuǎn)化為標(biāo)準(zhǔn)的輸出反饋最優(yōu)控制問題③利用直考慮圖1所示的Z區(qū)域4機電力系統(tǒng)參數(shù)8接迭代算法求解對應(yīng)的Levine-Athans方程組見文獻(xiàn)7圖中標(biāo)出了一種典型工況下的潮流獲得AIADC的反饋系數(shù)為KR1-0.0731ZZ.34KR==KRZ-0.0338Z1.86上述控制器設(shè)計假設(shè)廣域測量是

8、瞬時完成的但實際情況是從PMU得到各機組的絕對功角和