交-直流混合互聯(lián)電力系統(tǒng)的分散協(xié)調(diào)控制.pdf

1、現(xiàn)代電力系統(tǒng)的顯著特征是形成大規(guī)?；ヂ?lián)電網(wǎng)。高壓直流輸電（HVDC）由于其許多獨特的優(yōu)點，在遠距離輸電和大型互聯(lián)電網(wǎng)中起著很重要的作用。因此，越來越多的電力系統(tǒng)采用交、直流互聯(lián)電網(wǎng)。大型電力系統(tǒng)互聯(lián)的目的是提高發(fā)電和輸電的經(jīng)濟性和可靠性，但電網(wǎng)的互聯(lián)又引發(fā)了許多新的動態(tài)問題，使系統(tǒng)失去穩(wěn)定性的可能性增大。在互聯(lián)系統(tǒng)中，各地區(qū)的旋轉(zhuǎn)備用容量大為減少，系統(tǒng)的運行方式日益接近于穩(wěn)定極限致使穩(wěn)定性問題更加突出。改善與提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的主要手段

2、是控制，互聯(lián)電網(wǎng)的可靠性更需要借助于發(fā)展先進的控制系統(tǒng)來予以保證。而隨著HVDC和FACTS等新型裝置投入電力系統(tǒng)，一方面大大增加了系統(tǒng)的可控程度，另一方面也使系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析和控制特性變得更為復(fù)雜，由于使用局部、無協(xié)調(diào)的控制策略，各控制器之間可能存在不穩(wěn)定的相互作用，這就需要各種控制措施的綜合和協(xié)調(diào)。 本文的研究目標著眼于交直流混合互聯(lián)互聯(lián)電力系統(tǒng)的分散協(xié)調(diào)控制，尤其關(guān)注多個HVDC系統(tǒng)的特性分析和協(xié)調(diào)控制研究。研究的主要目的

3、是利用直流系統(tǒng)的快速響應(yīng)特性以及高度可控性，利用多個直流系統(tǒng)之間的協(xié)調(diào)控制以改善交直流混合互聯(lián)電力系統(tǒng)的動態(tài)性能。主要的創(chuàng)新性研究工作有：1）首次將關(guān)聯(lián)測量分散協(xié)調(diào)控制方法用于多個直流系統(tǒng)之間的分散協(xié)調(diào)控制：2）首次將廣域測量系統(tǒng)和魯棒自適應(yīng)分散協(xié)調(diào)控制相結(jié)合，提出了多饋入交直流系統(tǒng)的分散協(xié)調(diào)控制方案：3）首次提出考慮電力系統(tǒng)未建模動態(tài)的魯棒自適應(yīng)分散協(xié)調(diào)控制方法，并成功應(yīng)用于直流系統(tǒng)基本控制以及交直流互聯(lián)電力系統(tǒng)的分散協(xié)調(diào)控制；4）首

4、次將廣域測量系統(tǒng)和考慮電力系統(tǒng)未建模動態(tài)的魯棒自適應(yīng)分散協(xié)調(diào)控制方法相結(jié)合，建立了交直流互聯(lián)電網(wǎng)的柔性協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)，并以實際南方電力系統(tǒng)為研究對象，對電力系統(tǒng)的分散協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)進行了深入研究。 論文的主要內(nèi)容包括： 1）在總結(jié)關(guān)聯(lián)協(xié)調(diào)控制在電力系統(tǒng)應(yīng)用的基礎(chǔ)上，研究了利用關(guān)聯(lián)協(xié)調(diào)控制實現(xiàn)交直流混合互聯(lián)電力系統(tǒng)的分散協(xié)調(diào)控制方案，并通過三機兩直流系統(tǒng)驗證了所提出控制方案可以有效改善系統(tǒng)對短路故障的相應(yīng)特性。文中還詳細介紹了

5、關(guān)聯(lián)協(xié)調(diào)控制的基本原理，建立了大規(guī)模交直流混合互聯(lián)電力系統(tǒng)基于某一運行點的的線性化模型，研究了將關(guān)聯(lián)測量分散控制法應(yīng)用于交直流混合互聯(lián)電力系統(tǒng)的直流系統(tǒng)附加控制器的設(shè)計方法。 2）將廣域測量系統(tǒng)和非線性遞推算法相結(jié)合，實現(xiàn)多個直流系統(tǒng)之間的分散協(xié)調(diào)控制，從而充分利用直流系統(tǒng)的快速響應(yīng)特性提高大規(guī)模交直流混合互聯(lián)電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性。首先研究了利用廣域測量系統(tǒng)實時確定系統(tǒng)動態(tài)平衡點的方法，然后研究了在確定直流系統(tǒng)控制目標后利用直流系統(tǒng)

6、的附加控制快速驅(qū)動系統(tǒng)到達系統(tǒng)動態(tài)穩(wěn)定平衡點的方法，從而構(gòu)建了大規(guī)模交直流混合互聯(lián)電力系統(tǒng)基于廣域測量系統(tǒng)的分散協(xié)調(diào)魯棒自適應(yīng)控制系統(tǒng)。最后通過仿真研究驗證了控制方案的有效性。 3）將考慮未建模動態(tài)的魯棒自適應(yīng)控制理論應(yīng)用于電力系統(tǒng)。首先研究了考慮未建模動態(tài)的魯棒自適應(yīng)控制理論在直流系統(tǒng)基本控制中的應(yīng)用，仿真研究表明，該理論對于直流系統(tǒng)的基本控制相對于現(xiàn)有PID控制直流系統(tǒng)具有更優(yōu)良的響應(yīng)特性；然后應(yīng)用該理論研究了大規(guī)模交直流混