基于轨迹灵敏度分析的TCSC阻尼控制器参数优化设计

【摘要】：大区域电网的互联的目的是提高系统运行的经济性和稳定性,但多个地区之间的互联又引发了许多新的动态问题,使系统失去稳定性的可能性增大,严重制约了区域间功率相互支援。 晶闸管控制的串联电容器(TCSC)作为FACTS元件的一种,其等效电抗值可以在一定的范围内平滑快速地变化,因此,TCSC不但可以用来补偿线路的电抗,而且可以抑制低频振荡和次同步谐振,提高系统的静态和暂态稳定性。 90年代以来,阻尼控制成为FACTS研究的重点课题之一,用于抑制低频振荡,提高系统的静态和暂态稳定性。但是大部分研究仍然沿用传统的电力系统小干扰稳定性分析方法。这些线性控制方法已在实际应用中取得了一定的效果。但是电力系统是一个复杂的非线性系统,而线性控制理论仅适用于系统运行在某一特定运行点上,对非线性振荡抑制效果有限,如我国华北、东北电网出现了不明机理的低频振荡,就是由电力系统的强非线性引起的。因此,找到合适的非线性分析和控制方法是解决此问题的关键。 时域仿真法利用系统非线性微分代数方程为数学模型,可以充分考虑系统的非线性性质。故障后的轨迹灵敏度可以反映系统轨迹对系统参数变化的灵敏程度,是一种比较精确、可靠地反映系统参数对系统响应影响的方法。本文把轨迹灵敏度方法和时域仿真法相结合应用于TCSC阻尼控制器参数优化,以扰动后系统发电机转速时域积分值最小为目标函数,通过轨迹灵敏度信息分析目标函数梯度,然后使用共轭梯度优化技术对TCSC阻尼控制器参数进行优化。以单机无穷大系统和四机十一节点系统为例,对所提方法进行了数字仿真试验,结果表明了使用该方法的实用性和有效性。