本文關(guān)鍵詞：計(jì)及風(fēng)電接入的大規(guī)模電力系統(tǒng)廣域阻尼控制研究　出處：《武漢大學(xué)》2014年博士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：隨著我國大規(guī)模新能源的集中開發(fā)利用和特高壓電網(wǎng)互聯(lián)走廊建設(shè)的快速推進(jìn),互聯(lián)電力系統(tǒng)規(guī)模和動(dòng)態(tài)特性的復(fù)雜度變得越來越大,大電網(wǎng)中的各類不確定因素對互聯(lián)電力系統(tǒng)同步穩(wěn)定運(yùn)行的影響不斷增大,僅僅依靠基于本地信號的局域控制器越來越難以抑制互聯(lián)電力系統(tǒng)中的區(qū)間低頻振蕩現(xiàn)象。廣域測量系統(tǒng)的發(fā)展為互聯(lián)電力系統(tǒng)動(dòng)態(tài)穩(wěn)定分析和網(wǎng)源協(xié)調(diào)阻尼控制技術(shù)研究提供了有力的物質(zhì)保障,但是由于大型互聯(lián)電力系統(tǒng)分布廣泛,廣域信號在傳輸信道中不可避免地存在延時(shí)情況,因此采用廣域信號進(jìn)行附加阻尼控制的同時(shí),有必要考慮到廣域信號時(shí)變時(shí)滯效應(yīng)的影響。 本文以廣域電力系統(tǒng)時(shí)滯相關(guān)穩(wěn)定性分析為基礎(chǔ),探索新思想、新理論和新方法,重點(diǎn)研究廣域阻尼控制措施對于改善互聯(lián)電力系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性的作用和網(wǎng)源協(xié)調(diào)控制技術(shù),論文的內(nèi)容主要有以下幾個(gè)部分： 第一部分基于大規(guī)模互聯(lián)電力系統(tǒng)廣域阻尼控制架構(gòu),提出了一種計(jì)及廣域信號時(shí)變時(shí)滯特性的時(shí)滯電力系統(tǒng)模型,這一模型是后續(xù)章節(jié)進(jìn)行時(shí)滯相關(guān)穩(wěn)定分析與阻尼控制的模型基礎(chǔ)；提出了一種基于LMI技術(shù)的電力系統(tǒng)模型降階方法,該方法加強(qiáng)了降階模型在低頻率范圍內(nèi)與全階模型的一致性,相比傳統(tǒng)方法具有更好的逼近性能,這一降階方法是后續(xù)章節(jié)進(jìn)行阻尼控制器設(shè)計(jì)的模型降階基礎(chǔ)。 第二部分基于綜合方法提出了一種電力系統(tǒng)最大時(shí)滯穩(wěn)定上界計(jì)算方法,該方法克服了傳統(tǒng)方法中存在大量決策變量和計(jì)算效率偏低的問題,在不增加穩(wěn)定準(zhǔn)則保守性的基礎(chǔ)上,運(yùn)用Jensen積分不等式推導(dǎo)出了一種決策變量更少且計(jì)算效率更高的穩(wěn)定準(zhǔn)則；同時(shí)根據(jù)最大時(shí)滯穩(wěn)定上界與系統(tǒng)不穩(wěn)定極點(diǎn)之間的關(guān)系,提出了確定時(shí)滯初始值的方法,進(jìn)一步降低迭代次數(shù)和計(jì)算量,仿真算例表明所提方法具備良好的適用性和實(shí)際運(yùn)用潛力。 第三部分分析了風(fēng)電占比逐漸增大對于互聯(lián)電力系統(tǒng)阻尼特性的影響,在此基礎(chǔ)上分別提出了基于無功補(bǔ)償型設(shè)備的風(fēng)電場側(cè)廣域控制策略和基于附加勵(lì)磁控制的電網(wǎng)側(cè)相關(guān)同步機(jī)組廣域控制策略,進(jìn)而綜合得出含風(fēng)電的電力系統(tǒng)廣域時(shí)滯魯棒協(xié)調(diào)控制思想。結(jié)合自由權(quán)矩陣方法和狀態(tài)觀測理論獲得了一種新的廣域時(shí)滯阻尼控制器設(shè)計(jì)方法,該方法在設(shè)計(jì)廣域控制器的同時(shí),還能夠通過迭代算法方便獲得廣域電力系統(tǒng)最大時(shí)滯穩(wěn)定上界。 第四部分建立了一種計(jì)及反饋信號時(shí)變時(shí)滯特性和外部隨機(jī)擾動(dòng)影響的時(shí)滯電力系統(tǒng)模型,提出了閉環(huán)時(shí)滯電力系統(tǒng)魯棒性能指標(biāo)和時(shí)滯相關(guān)魯棒穩(wěn)定準(zhǔn)則,利用二分搜索技術(shù)能夠方便計(jì)算得到最小魯棒性能指標(biāo)；結(jié)合改進(jìn)錐形互補(bǔ)算法和二分搜索技術(shù)給出了滿足最小魯棒性能指標(biāo)要求的時(shí)滯相關(guān)魯棒阻尼控制器設(shè)計(jì)方法,仿真算例表明,所提方法既能提高閉環(huán)時(shí)滯電力系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性,又能充分保證閉環(huán)系統(tǒng)對于外部隨機(jī)擾動(dòng)的最佳抑制能力。
[Abstract]:With the development and utilization of large - scale new energy in China and the rapid advance of the construction of extra - high voltage power grid interconnection corridor , the complexity of interconnected power system ' s scale and dynamic characteristics becomes more and more important . The development of wide - area measurement system is more and more difficult to suppress inter - section low - frequency oscillation in interconnected power system . Based on the analysis of delay - dependent stability of wide - area power system , this paper explores new ideas , new theories and new methods , and focuses on the effect of wide - area damping control measures on improving the dynamic characteristics of interconnected power systems and network - source coordination control technology . The contents of the paper are as follows : In the first part , based on the wide - range damping control architecture of large scale interconnected power system , a time - delay power system model with time - varying delay characteristic of wide - area signal is presented . This model is a model base of time - delay dependent stability analysis and damping control in subsequent sections . In the second part , based on the comprehensive method , a method for calculating the maximum time - delay stable upper bound of power system is presented , which overcomes the problem of low decision - making variables and low computational efficiency in traditional methods . In the third part , the influence of wind power ratio increasing on damping characteristics of interconnected power system is analyzed . Based on this , a wide area control strategy based on reactive power compensation equipment and a wide area control strategy based on additional excitation control are proposed . In the fourth part , a time - delay power system model with time - varying delay characteristic and external random disturbance is established . The robust performance index and time - delay - related robust stability criterion of closed - loop time - delay power system are proposed . The design method of delay - related robust damping controller which meets the requirement of minimum robustness can be calculated conveniently by using the improved tapered complementary algorithm and the binary search technique . The simulation example shows that the proposed method can improve the dynamic stability of the closed - loop time - delay power system and fully guarantee the optimal suppression capability of the closed - loop system for external random disturbance .

【學(xué)位授予單位】：武漢大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TM614

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：1389068