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最优变目标协调控制策略在交直流混合系统中的应用研究

鲜艳霞  
【摘要】:顺应“全国联网、西电东送、南北互供”的电力发展趋势,适合于远距离大容量输电的高压直流输电(HVDC)已成为我国电网互联的主要方式之一。HVDC的投入使用改变了原有的系统结构,在对原有各控制装置的适用性提出挑战的同时,也让人们关注现有HVDC控制如何与交流系统控制装置一起协调工作。 现有的研究和运行经验表明,HVDC附加功率调制可以提高交直流系统的运行稳定性。本文在总结前人关于灵活交流输电装置(FACTS)与发电机励磁协调控制的研究基础上,以提高交直流(AC/DC)混合系统的稳定性为目标,侧重研究了如何协调直流功率调制与发电机励磁的问题。 最优变目标控制(OVAC)具有跟踪和自适应能力,并能得到封闭解,形成闭环控制,便于在线实现,避免了基于线性化模型的控制策略难以适应大干扰情况的不足。本文首先以单机无穷大系统为例,分别采用OVAC和直接反馈线性化最优法设计了HVDC功率调制与发电机励磁的协调控制规律。仿真结果表明相比于仅有功率调制,协调控制能更好的提高交直流系统的稳定性;而相比于采用直接反馈线性化最优协调控制,OVAC协调控制策略更具有优越性。 进一步将OVAC应用到多机交直流混合系统中,通过局部状态估计,建立多机电力系统观测解耦状态空间模型,设计了HVDC功率调制与发电机励磁的协调控制策略。该控制策略只需要当地信号实施控制,先驱动各子系统达到按照最大稳定域选定的人工中间动态平衡点,然后才驱动各子系统达到所希望的平衡点,则系统达到全局稳定。仿真结果表明,该协调控制策略能更进一步的提高


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