SVC抑制电力系统低频振荡的研究

【摘要】：随着大量快速励磁系统的接入、各个区域间电力系统的相互联接,电网规模日益扩大。电力系统在发生故障时,系统的机电振荡模式存在阻尼减小的危机,由于系统阻尼不足引起系统发生低频振荡的概率变大。随着FACTS附加阻尼控制器的出现,结合PSS和FACTS附加阻尼控制对系统低频振荡的抑制成为主要方法。本文以FACTS中的SVC为例,分析SVC附加阻尼控制阻尼低频振荡的机理,并与PSS联合对系统低频振荡抑制。分别从频域和智能算法两个方面对PSS和SVC阻尼控制器的参数进行优化设计,并在计及时滞下完成SVC阻尼控制器的设计,实现SVC投入大电网试验。本文首先详细介绍了SVC的分类和基本结构,同时对TSC-TCR型SVC控制策略进行了介绍,为了更好的说明SVC的控制原理,在Matlab/simulink中搭建了单机系统对TSC-TCR型SVC进行仿真分析。然后以单机无穷大系统的Phillips-Heffron模型为例,对PSS和SVC抑制电力系统低频振荡的机理进行了研究分析,说明SVC附加阻尼控制器和PSS都可以抑制系统故障时发生的低频振荡。针对单机系统,在频域方面利用阻尼转矩法对单机无穷大系统的PSS和SVC阻尼控制器参数进行设计,在Simulink中搭建单机无穷大系统进行时域仿真验证。针对多机系统,为了克服系统建模困难、求取特征值困难的缺点,本文提出BP-PSO算法对PSS和SVC阻尼控制器参数进行协调设计,选择线路有功功率波动的ITEA标准作为目标函数,并与传统PSO算法优化结果对比,在Matlab/simulink搭建四机两区域电力系统,通过时域仿真验证算法的有效性、优越性。最后,基于大电网,对广域SVC阻尼控制器的设计,把Prony拟合和主模比指标法结合起来,用于广域测量信号的选择;根据本文提出的BP-PSO算法,结合Prony拟合得到线路有功功率波动的阻尼比,以此为目标函数得到优化结果;并基于PSASP和ADPSS在考虑反馈信号延迟时间的情况下,完成所设计的SVC投入大电网试验。试验结果表明,BP-PSO设计的SVC阻尼控制器投入大电网与未投入SVC在各种故障下比较,尖九线路有功功率阻尼比大致可以提高2%到3%。