- 无标题文档
查看论文信息

中文题名:

 分布式潮流控制器多串联变流器间交互影响分析及协调控制研究    

姓名:

 郑蒙    

学号:

 1049721503667    

保密级别:

 公开    

论文语种:

 chi    

学科代码:

 080804    

学科名称:

 电力电子与电力传动    

学生类型:

 硕士    

学位:

 工学硕士    

学校:

 武汉理工大学    

院系:

 自动化学院    

专业:

 电力电子与电力传动    

研究方向:

 电力系统稳定运行与控制    

第一导师姓名:

 唐爱红    

第一导师院系:

 武汉理工大学    

完成日期:

 2018-04-04    

答辩日期:

 2018-05-16    

中文关键词:

 分布式潮流控制器 ; 串联变流器 ; 交互影响 ; 协调控制 ; 多目标优化    

中文摘要:

日益增多的FACTS装置为电力系统的稳定安全带来了严重的挑战,研究多个FACTS的协调控制,提高装置和系统的安全性,是电力系统稳定控制研究的一个重要课题。因此,本文对分布式潮流控制器多串联变流器协调控制展开了研究,主要分析分布式潮流控制器多串联变流器间存在的交互影响,并将多目标进化算法用于分布式潮流控制器多串联变流器控制器的参数优化。

本文首先介绍了FACTS技术的发展状况,举例阐述了FACTS装置间可能存在的交互影响。同时,对FACTS装置的协调控制进行了综述。而分布式潮流控制作为一个功能强大的FACTS装置,在详细阐述了工作原理和控制特性基础上,建立了串并联侧相关的数学模型。

接着,分析了分布式潮流控制器的控制策略。并联侧主要负责发出一定幅值的三次谐波,串联侧则吸收并联侧发出的三次谐波再注入基波到系统中,从而实现线路功率调节。在分布式潮流控制器的控制过程中,串并联侧控制器主要采用了PI控制和电流滞环跟踪PWM控制方法。

随后,针对分布式潮流控制器多串联变流器的系统,用相对增益矩阵的方法定量分析系统中串联变流器之间的交互影响。在PSCAD软件中建模并仿真,仿真结果表明分布式潮流控制器多串联变流器的控制器存在一定的交互影响,验证了所提分析方法的有效性。

最后,将分布式潮流控制器多串联变流器协调控制转化为控制器的多目标优化问题,提出采用多目标进化算法对串联变流器的控制器参数优化。将优化后的结果带入仿真模型中,系统的控制效果明显提高。从而证明了所用多目标进化算法优化控制器的正确性和可行性。

参考文献:

[1]何大愚.柔性交流输电系统概念研究的新进展[J].电网技术,1997(02):9-14.

[2]唐爱红.FACTS与分布式发电[M].北京:科学出版社,2011.

[3]李乃湖,李扬,陈珩.灵活交流输电技术在互联电网中的应用[J].中国电力,1995(04):2-5.

[4]祁万春,杨林,宋鹏程,徐政.南京西环网UPFC示范工程系统级控制策略研究[J].电网技术,2016,40(01):92-96.

[5]Hingorani N G. Power electronics in electric utilities: role of power electronics in future power systems[J]. 1988, 76(4):481-482.

[6]何大愚.柔性交流输电控制器对我国开发应用的建议[J].电网技术,1996,20(7):1-8.

[7]刘文华,梁旭,姜齐荣.采用GTO逆变器的±20 Mvar STATCOM[J].电力系统自动化,2000(23):19-23.

[8]邓占锋,王轩,周飞,雷晰.超高压磁控式并联电抗器仿真建模方法[J].中国电机工程学报,2008,28(36):108-113

[9]Wang H F. Interactions and multivariable design of STATCOM AC and DC voltage control[J]. International Journal of Electrical Power & Energy Systems, 2003, 25(5):387-394.

[10]Wang H F. Interaction analysis and co-ordination of SVC voltage and damping control[C]. International Conference on Electric Utility Deregulation and Restructuring and Power Technologies, 2000. Proceedings. Drpt. IEEE, 2000:361-365.

[11]刘黎明,康勇,陈坚,朱鹏程.UPFC的交叉耦合控制及潮流调节能力分析[J].中国电机工程学报,2007(10):42-48.

[12]张鹏翔,曹一家,王海风,程时杰.相对增益矩阵方法在柔性交流输电系统多变量控制其交互影响分析中的运用[J].中国电机工程学报,2004,24(7):17-21.

[13]Limyingcharoen S, Annakkage U D, Pahalawaththa N C. Effects of unified power flow controllers on transient stability[J]. IEE Proceedings - Generation, Transmission and Distribution, 2002, 145(2):182-188.

[14]王振浩,姚艳菊,陈继开.基于SVD方法的多台配电网静止无功补偿器交互影响分析[J].电力系统保护与控制, 2014, 42(7):103-109.

[15]霍群海,韩立博,韦统振,贾东强.D-FACTS装置交互影响分析及协调控制研究[J]. 电工技术学报,2015,30(S1):329-336.

[16]李亮,江全元,邹振宇.多机电力系统中多台TCSC控制器间的交互影响研究[J].电网技术,2005(09):10-14.

[17]Pilotto L A S, Long W F, Edris A A. Basic mechanisms of control interactions among power electronic-assisted power systems[C].Transmission and Distribution Conference and Exposition, 2001 IEEE/PES. IEEE, 2001:397-402 vol.1.

[18]曹一家,陶佳,王光增. FACTS控制器间交互影响及协调控制研究进展[J].电力系统及其自动化学报,2008,20(1):1-8.

[19]Martins N, Lima L T G. Determination of suitable locations for power system stabilizers and static VAR compensators for damping electromechanical oscillations in large scale power systems[J]. IEEE Transactions on Power Systems, 1990, 5:4(4):1455-1469.

[20]Gibbard M J, Vowles D J, Pourbeik P. Interactions between, and effectiveness of, power system stabilizers and FACTS device stabilizers in multimachine systems[J]. IEEE Transactions on Power Systems Pwrs, 2000, 15(2):748 - 755.

[21]Pourbeik P, Gibbard M J. Damping and synchronizing torques induced on generators by FACTS stabilizers in multimachine power systems[J]. 1996, 11(4):1920-1925.

[22]Abdalla O H, Hassan S A, Tweig N T. Coordinated Stabilization of a Multimachine Power System[J]. IEEE Transactions on Power Apparatus & Systems, 1984, PAS-103(3):483-494.

[23]卢强,王仲鸿,韩英铎.输电系统最优控制[M].北京:科学出版社,1982.

[24]谢小荣,崔文进,唐义良.STATCOM等控制器与常规励碰调节器的分散协调设计[J].电工技术学报,2001,16(3):24-28.

[25]刘隽,李兴源,姚大伟.静止同步串联补偿器与静止无功补偿器的相互作用分析与协调控制[J].电网技术,2008,32(1):20-25.

[26]Wang K W K, Crow M L. Feedback linearization internal control for the unified power flow controller[J]. 2010:1-7.

[27]康忠健,勾松波,孟繁玉.SVC与发电机励磁的非线性变结构协调控制[J].高电压技术,2008,34(5):995-1000.

[28]Noroozian M, Angquist L, Ghandhari M, et al. Improving Power System Dynamics by Series-Connected FACTS Devices[J]. IEEE Transactions on Power Delivery, 1997, 12(4):1635-1641.

[29]苏建设,柯宁,陈陈.提高暂态稳定的励磁与FACTS协调策略设计[J].中国电机工程学报,2003,23(9):6-10.

[30]徐大鹏,李兴源,洪潮.基于最优变目标策略的TCSC与励磁系统协调控制[J].电网技术,2008,32(21):13-21.

[31]Li X, Li Q. Hierarchical Coordination Controllers for UPFCs based on Non-linear Fuzzy Control[C]. Power and Energy Engineering Conference. IEEE, 2010:1-4.

[32]刘青,李丽英,王增平.基于MAS的含FACTS元件输电线路自适应协调配合方案的研究[J].华北电力大学学报,2009,36(1):15-19.

[33]张晔,李蓉蓉.扩展二级电压的多Agent协调控制[J].继电器,2006(11):27-30.

[34]Yuan Z, Haan S W H D, Ferreira B. A New FACTS component — Distributed Power Flow Controller (DPFC)[C]. European Conference on Power Electronics and Applications. IEEE, 2007:1-4.

[35]Yuan Z, Haan S W H D, Ferreira J A. Control scheme to improve DPFC performance during series converter failures[C]. Power and Energy Society General Meeting. IEEE, 2010:1-6.

[36]Yuan Z, Haan S W H D, Ferreira J A. Construction and first result of a scaled transmission system with the Distributed Power Flow Controller (DPFC)[C]. European Conference on Power Electronics and Applications. IEEE, 2009:1-10.

[37]安祎春.非线性电力系统分岔控制的研究[D].东北大学,2009.

[38]谢小荣,姜齐荣.柔性交流输电系统的原理与应用[M].北京:清华大学出版社,2006.

[39]Hingorani N G, Gyugyi L. Understanding FACTS: Concepts and Technology of Flexible AC Transmission Systems[M]. IEEE, 2002.

[40]唐爱红,卢俊,宣俭,袁玮,王少荣.分布式潮流控制器对系统功率控制的研究[J].电力系统保护与控制,2012,40(16):15-20.

[41]唐爱红,闫召进,袁玮.一种分布式潮流控制方法研究[J].电力系统保护与控制,2011,39(16):89-94.

[42]闪世民.分布式潮流控制系统装置级控制技术研究[D].武汉理工大学,2015.

[43]张晓成.基于多目标控制的分布式潮流控制器研究[D].武汉理工大学,2013.

[44]冯雅.基于蚁群算法的分布式潮流控制器最优投切研究[D].武汉理工大学,2014.

[45]陶礼学,姚钢,周荔丹.基于IGBT的±10kvar STATCOM装置设计[J].电力自动化设备,2006(05):61-65.

[46]张帆,徐政.静止同步串联补偿器控制方式及特性研究[J].中国电机工程学报,2008(19):75-80.

[47]张加胜,李浩光.双向AC/DC变换器的单相系统控制与建模[J].电工电能新技术,2008(1):67-71.

[48]朱鹏程.用于UPFC的串、并联双变流器控制策略研究[D].武汉:华中科技大学,2005.

[49]刘永江.UPFC控制策略研究及对电力系统的影响[D].成都:西南交通大学,2011.

[50]Fajri P, Farsadi M, Nazarpour D, et al. A novel strategy for controlling a group of distributed static series compensators[C]. International Conference on Electrical and Electronics Engineering. IEEE, 2009:119-123.

[51]唐爱红.统一潮流控制器运行特性及其控制的仿真和实验研究[D].武汉:华中科技大学,2007.

[52]张鹏翔.多目标进化算法及其在电力系统中的应用研究[D].武汉:华中科技大学,2004.

[53]李胜,张建华,蒋程,韩军锋.SSSC的有功和无功解耦策略[J].电力系统保护与控制,2009,37(12):20-22,31.

[54]Shareef H, Mohamed A, Khalid S A, et al. A method for real power transfer allocation using multivariable regression analysis[J]. Journal of Central South University, 2012, 19(1):179-186.

[55]蒋晨阳.多个SSSC元件交互影响分析与协调控制[D].华北电力大学,2017.

[56]蒋晨阳,刘青,梁宵,李冬梅.两个串补元件对电力系统影响的探究与分析[J].华北电力技术,2016(01):24-29.

[57]王晨.基于MAS的微电网分布式协调控制策略研究[D].南京邮电大学,2016.

[58]蒋晨阳,刘青,梁宵.多个FACTS元件间交互影响分析与协调控制研究进展与展望[J].华北电力技术,2016(05):35-43.

[59]张兴华,朱筱蓉,林锦国.基于量子遗传算法的PID控制器参数自整定[J].计算机工程与应用,2007,43(21):218-220.

[60]张鹏翔.多目标进化算法及其在电力系统中的应用研究[D].华中科技大学,2004.

中图分类号:

 TM761    

馆藏号:

 TM761/3667/2018    

备注:

 403-西院分馆博硕论文库;203-余家头分馆博硕论文库    

无标题文档

   建议浏览器: 谷歌 火狐 360请用极速模式,双核浏览器请用极速模式