時滯電力系統(tǒng)的FACTS附加阻尼控制器優(yōu)化設計研究.pdf

1、廣域測量系統(tǒng)(WAMS)能夠實時提供發(fā)電機功角、轉速以及區(qū)域間聯(lián)絡線功率等信息，為設計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)平臺和控制手段。然而，廣域信號在通訊網(wǎng)絡的傳輸過程中存在時滯，會導致控制器作用效果變差，甚至誘發(fā)系統(tǒng)失穩(wěn)。在進行廣域阻尼控制器設計時，需要考慮時滯對控制器性能和系統(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)化設計為題，研究了基

2、于解算子離散化(SolutionOperator Discretization，SOD)的時滯系統(tǒng)特征值計算方法，并將該方法應用于含F(xiàn)ACTS設備和HVDC輸電系統(tǒng)的電力系統(tǒng)最右側關鍵特征值的計算和附加廣域阻尼控制器的優(yōu)化設計研究。
　　論文的主要工作如下:
　　(1)研究了基于SOD的時滯系統(tǒng)特征值計算方法。時滯系統(tǒng)位于左（右）半復平面的特征值，與解算子位于z平面單位圓內（外）部的特征值具有一一對應的映射關系。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;進而，通過計算解算子離散化矩陣模值最大的部分特征值，間接計算得到時滯系統(tǒng)實部最大的部分關鍵特征值的估計值;最后，通過牛頓校驗，準確計算得到時滯系統(tǒng)最右側的部分關鍵特征值;
　　(2)針對典型的FACTS設備（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)和動態(tài)模型，完成了裝設FACTS設備和HVDC輸電系統(tǒng)的電力系統(tǒng)潮流計算和小干擾穩(wěn)定性分析

4、;
　　(3)為了保證FACTS設備附加廣域阻尼控制器控制器對目標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)合幾何測度的FACTS設備裝設地址和廣域反饋信號的選擇方法，為進一步廣域阻尼控制器參數(shù)優(yōu)化奠定基礎;
　　(4)考慮廣域通信時滯的影響，建立了以系統(tǒng)關鍵振蕩模式阻尼比最大化為目標的廣域附加阻尼控制器優(yōu)化設計模型，并采用粒子群優(yōu)化(ParticleSwarm Optimization，PSO)算法進行