基于广域测量系统的电力系统低频振荡阻尼控制

论文摘要

广域测量系统（Wide Area Measurement System, WAMS）是以同步相量测量技术为基础的,能够实时测得大型互联电力系统各节点的同步带时标信号,且具有精度较高的特点。但是广域输出反馈信号存在时滞的问题,给电力系统区间低频振荡阻尼控制带来了极大影响。所以,不断探索新技术、新理论以及新方法来研究适合于大型复杂电力系统的时滞输出反馈阻尼控制器,用来抑制低频振荡,具有重要的理论意义。全文内容主要由以下几个部分组成：首先,改进一种Prony辨识算法,能够充分利用WAMS获取的实时测量信号来识别互联电力系统降阶传递函数模型,采用这种方法可以避免复杂系统元件建模及模型更新,同时能够在待辨识系统的初始状态为非零时有效使用。经过仿真分析得出,这种Prony方法不仅能够辨识传递函数以及初始状态,而且具有计算速度快的特点。其次,针对WAMS中的数据存在时滞的问题,从广域测量系统的体系结构出发,对其时滞特性进行了详细的分析,再根据WAMS时滞特性建立时滞评估模型。介绍了广域电力系统时滞协调控制解决方案,最后得出时滞的补偿方法。最后,为抑制互联电力系统的区间低频振荡,提出一种电力系统鲁棒阻尼控制器的设计方法,该方法采用时滞广域测量信号。并且以单输入-单输出系统为例,利用Prony分析方法以及Pade逼近法来创建时滞互联电力系统模型。再以混合灵敏度H∞控制理论及极点配置方法为基础,设计阻尼控制器。仿真结果说明该时滞鲁棒阻尼控制器可以有效抑制互联电力系统的区间低频振荡,且拥有时滞不敏感性及运行条件鲁棒性的特点。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 第1章 绪论
• 1.1 研究背景与意义
• 1.2 低频振荡的产生机理及分析方法
• 1.2.1 电力系统低频振荡分类
• 1.2.2 低频振荡的产生机理
• 1.2.3 低频振荡分析方法
• 1.3 广域测量系统简介
• 1.4 抑制低频振荡的控制方法
• 1.5 论文的主要工作
• 第2章 Prony方法识别低频振荡模式
• 2.1 用Prony方法辨识模型原理
• 2.2 在Prony分析中参数的选择
• 2.3 振荡模式的辨识过程
• 2.4 Prony算法识别低频振荡模式算例分析
• 2.5 本章小结
• 第3章 WAMS中时滞补偿
• 3.1 WAMS系统时滞特性
• 3.1.1 广域量测系统的体系结构
• 3.1.2 WAMS系统时滞特性分析
• 3.1.3 建立时滞评估模型
• 3.2 广域电力系统带时滞协调控制解决方案
• 3.2.1 WADC方法
• 3.2.2 PSS方法
• 3.2.3 FACTS阻尼控制的广域控制
• 3.3 时滞补偿方法
• 3.4 本章小结
• 第4章 线性时滞阻尼控制
• 4.1 电力系统传递函数降阶模型
• 4.2 时滞的处理
• 4.3 阻尼控制原理
• 4.3.1 H∞鲁棒控制
• 4.3.2 配置极点
• 4.3.3 阻尼控制器的设计
• 4.4 四机系统仿真实验
• 4.5 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢
• 附录 攻读硕士期间发表的论文