時(shí)滯電力系統(tǒng)的FACTS附加阻尼控制器優(yōu)化設(shè)計(jì)研究.pdf

1、廣域測(cè)量系統(tǒng)(WAMS)能夠?qū)崟r(shí)提供發(fā)電機(jī)功角、轉(zhuǎn)速以及區(qū)域間聯(lián)絡(luò)線功率等信息，為設(shè)計(jì)廣域阻尼控制器以抑制系統(tǒng)區(qū)間振蕩，提供了新的數(shù)據(jù)平臺(tái)和控制手段。然而，廣域信號(hào)在通訊網(wǎng)絡(luò)的傳輸過程中存在時(shí)滯，會(huì)導(dǎo)致控制器作用效果變差，甚至誘發(fā)系統(tǒng)失穩(wěn)。在進(jìn)行廣域阻尼控制器設(shè)計(jì)時(shí)，需要考慮時(shí)滯對(duì)控制器性能和系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響。
　　論文以電力系統(tǒng)柔性交流輸電(FACTS)設(shè)備和高壓直流(HVDC)輸電系統(tǒng)的附加廣域阻尼控制器優(yōu)化設(shè)計(jì)為題，研究了基

2、于解算子離散化(SolutionOperator Discretization，SOD)的時(shí)滯系統(tǒng)特征值計(jì)算方法，并將該方法應(yīng)用于含F(xiàn)ACTS設(shè)備和HVDC輸電系統(tǒng)的電力系統(tǒng)最右側(cè)關(guān)鍵特征值的計(jì)算和附加廣域阻尼控制器的優(yōu)化設(shè)計(jì)研究。
　　論文的主要工作如下:
　　(1)研究了基于SOD的時(shí)滯系統(tǒng)特征值計(jì)算方法。時(shí)滯系統(tǒng)位于左（右）半復(fù)平面的特征值，與解算子位于z平面單位圓內(nèi)（外）部的特征值具有一一對(duì)應(yīng)的映射關(guān)系。首先，基于線

3、性多步離散化方案，將無限維的解算子離散化為有限維的近似矩陣;進(jìn)而，通過計(jì)算解算子離散化矩陣模值最大的部分特征值，間接計(jì)算得到時(shí)滯系統(tǒng)實(shí)部最大的部分關(guān)鍵特征值的估計(jì)值;最后，通過牛頓校驗(yàn)，準(zhǔn)確計(jì)算得到時(shí)滯系統(tǒng)最右側(cè)的部分關(guān)鍵特征值;
　　(2)針對(duì)典型的FACTS設(shè)備（SVC和TCSC）以及HVDC輸電系統(tǒng)，分析了它們工作原理，建立了它們的穩(wěn)態(tài)和動(dòng)態(tài)模型，完成了裝設(shè)FACTS設(shè)備和HVDC輸電系統(tǒng)的電力系統(tǒng)潮流計(jì)算和小干擾穩(wěn)定性分析

4、;
　　(3)為了保證FACTS設(shè)備附加廣域阻尼控制器控制器對(duì)目標(biāo)振蕩模式具有良好的可觀性和可控性，研究了基于模式可控可觀性的聯(lián)合幾何測(cè)度的FACTS設(shè)備裝設(shè)地址和廣域反饋信號(hào)的選擇方法，為進(jìn)一步廣域阻尼控制器參數(shù)優(yōu)化奠定基礎(chǔ);
　　(4)考慮廣域通信時(shí)滯的影響，建立了以系統(tǒng)關(guān)鍵振蕩模式阻尼比最大化為目標(biāo)的廣域附加阻尼控制器優(yōu)化設(shè)計(jì)模型，并采用粒子群優(yōu)化(ParticleSwarm Optimization，PSO)算法進(jìn)行