為了提高含雙饋風(fēng)電機(jī)組系統(tǒng)抑制低頻振蕩的能力,提出一種基于自抗擾控制器的廣域阻尼控制器協(xié)調(diào)優(yōu)化策略。首先對(duì)含有雙饋風(fēng)電機(jī)組的電力系統(tǒng)進(jìn)行建模;然后基于系統(tǒng)可觀/可控性綜合幾何指標(biāo)選擇廣域阻尼控制回路;最后利用人工蜂群算法對(duì)自抗擾控制器和廣域阻尼控制器進(jìn)行協(xié)調(diào)優(yōu)化,以增強(qiáng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。通過(guò)2區(qū)域4機(jī)系統(tǒng)和新英格蘭10機(jī)39節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)案例驗(yàn)證了所提出的方法在抑制含雙饋風(fēng)電機(jī)組系統(tǒng)低頻振蕩方面的可行性和有效性。 

【文章來(lái)源】：電力自動(dòng)化設(shè)備. 2020,40(10)北大核心EICSCD

【文章頁(yè)數(shù)】：6 頁(yè)

【部分圖文】：

含雙饋風(fēng)電機(jī)組系統(tǒng)的廣域阻尼控制策略

基于MATLAB/Simulink搭建2區(qū)域4機(jī)非線性仿真系統(tǒng)進(jìn)行分析驗(yàn)證，如圖2所示，系統(tǒng)參數(shù)見文獻(xiàn)[15,18]。同步發(fā)電機(jī)組G1—G4的容量均為900 MW，含有100臺(tái)1.5 MW雙饋風(fēng)電機(jī)組可等效為1臺(tái)150 MW的雙饋風(fēng)電機(jī)組。通過(guò)特征值分析法得到1個(gè)區(qū)間低頻振蕩模式和2個(gè)本地振蕩模式，其中區(qū)間低頻振蕩模式中系統(tǒng)阻尼不足，因此采用綜合幾何指標(biāo)法選擇廣域阻尼控制器的控制回路以抑制區(qū)間低頻振蕩[19]，反映同步發(fā)電機(jī)組可控性和反饋信號(hào)可觀性的綜合幾何指標(biāo)見表1。表中Δω13、Δω14、Δω23和Δω24為不同機(jī)組之間相對(duì)角速度差。由表1可知，由G1和Δω13所構(gòu)成反饋回路的綜合幾何指標(biāo)最大，說(shuō)明G1為可控性最強(qiáng)的發(fā)電機(jī)組，Δω13為可觀性最強(qiáng)的反饋信號(hào)，Δω13同時(shí)也作為雙饋風(fēng)電機(jī)組的ADRC的輸入信號(hào)。

假設(shè)母線7-9之間聯(lián)絡(luò)線在1.0 s時(shí)發(fā)生三相短路故障，持續(xù)0.1 s后跳閘，仿真時(shí)長(zhǎng)為40 s。假設(shè)初始風(fēng)速為5 m/s，第3 s時(shí)風(fēng)速變?yōu)?2 m/s。不同運(yùn)行情況下系統(tǒng)聯(lián)絡(luò)線的傳輸功率P7-9的響應(yīng)曲線見圖3。由圖3可知，未安裝控制器時(shí)P7-9不斷振蕩，大約在第5 s時(shí)系統(tǒng)失穩(wěn)；安裝廣域PSS與基于ADRC的廣域阻尼控制器均能對(duì)系統(tǒng)功率振蕩起到較好的抑制效果，但基于ADRC的廣域阻尼控制器可以使功率振蕩快速衰減到0，體現(xiàn)出更好的控制性能。這是由于廣域阻尼控制器具有擾動(dòng)估計(jì)補(bǔ)償作用，可以有效地抑制DFIG對(duì)互聯(lián)系統(tǒng)區(qū)間低頻振蕩的影響。圖4為ESO的狀態(tài)量估計(jì)的觀測(cè)誤差e1、e2曲線和ADRC輸出的λ響應(yīng)曲線。圖中，e1、e2和λ均為標(biāo)幺值。由圖4可知，在故障發(fā)生時(shí)ESO的系統(tǒng)狀態(tài)估計(jì)值z(mì)1和z2與實(shí)際系統(tǒng)狀態(tài)量的誤差較大，即e1與e2增大。隨著故障解除，誤差e1與e2逐漸減小并最終為0，說(shuō)明ESO系統(tǒng)能夠有效地跟蹤系統(tǒng)的狀態(tài)量，并且能夠通過(guò)被控對(duì)象的輸入和輸出信號(hào)估計(jì)其與擾動(dòng)相關(guān)的擴(kuò)張狀態(tài)量，從而改變ADRC輸出λ，使誤差迅速衰減為0，逐漸消除了風(fēng)電并網(wǎng)引起的功率振蕩，系統(tǒng)趨于穩(wěn)定。上述分析表明ADRC能夠有效地估計(jì)并補(bǔ)償系統(tǒng)擾動(dòng)，抑制互聯(lián)系統(tǒng)的功率振蕩，顯著地提高系統(tǒng)穩(wěn)定性。


本文編號(hào)：3475051