[發(fā)明專利]具有冗余控制回路的電力系統(tǒng)廣域阻尼器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810139747.3
• 申請(qǐng)日: 2018-02-11
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108258703B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-05-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 戚軍;吳仟;葉東;張有兵
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): H02J3/24
• 分類號(hào): H02J3/24
• 代理公司: 杭州天正專利事務(wù)所有限公司 33201
• 代理人: 王兵;黃美娟

一種具有冗余控制回路的電力系統(tǒng)廣域阻尼器，包括廣域阻尼器WAD、時(shí)滯計(jì)算及控制回路切換模塊DCCLS、控制參數(shù)計(jì)算模塊CPC、控制參數(shù)存儲(chǔ)器CPS和控制參數(shù)更新模塊CPU，可以根據(jù)廣域電力系統(tǒng)提供的帶精確時(shí)標(biāo)的廣域測(cè)量信號(hào)和當(dāng)前系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)決定是否需要切換控制回路以及如何更新控制參數(shù)；此外，還設(shè)計(jì)了CPC模塊和CPU模塊的運(yùn)行步驟，定義了各模塊之間的信息接口。本發(fā)明不僅可以解決廣域電力系統(tǒng)的區(qū)間低頻振蕩問(wèn)題以及廣域反饋控制信號(hào)存在時(shí)滯的情形，而且適用于由于信道擁堵而引起廣域反饋控制信號(hào)時(shí)滯變化的情形，所設(shè)計(jì)的控制器參數(shù)計(jì)算量小，同時(shí)具有較大的時(shí)滯適應(yīng)范圍和魯棒性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種具有冗余控制回路的電力系統(tǒng)廣域阻尼器，屬于電力系統(tǒng)穩(wěn)定控制技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

隨著智能電網(wǎng)建設(shè)、大規(guī)模新能源并網(wǎng)和特高壓輸電工程深入推進(jìn)，低頻振蕩問(wèn)題已經(jīng)十分突出，因低頻振蕩而導(dǎo)致區(qū)域聯(lián)絡(luò)線上傳輸功率振蕩在實(shí)際工程中時(shí)有發(fā)生，甚至于嚴(yán)重威脅整個(gè)聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的安全運(yùn)行。因此，研究電力系統(tǒng)的低頻振蕩控制措施具有重要的理論研究意義和工程應(yīng)用價(jià)值。

大區(qū)電網(wǎng)互聯(lián)后，各類不確定因素對(duì)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(hào)的局域控制器越來(lái)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(cè)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(hào)在傳輸信道中不可避免地存在延時(shí)情況，因此釆用廣域信號(hào)進(jìn)行附加阻尼控制的同時(shí)，有必要考慮到廣域信號(hào)時(shí)變時(shí)滯效應(yīng)的影響。然而時(shí)滯現(xiàn)象和不確定性普遍存在于實(shí)際系統(tǒng)中，使系統(tǒng)的性能達(dá)不到期望的水平。當(dāng)時(shí)滯變化過(guò)大或者當(dāng)前控制回路出現(xiàn)故障時(shí)，若依舊按當(dāng)前控制回路設(shè)計(jì)的廣域阻尼控制器可能不僅不能抑制系統(tǒng)振蕩，甚至可能會(huì)使系統(tǒng)振蕩發(fā)散至不穩(wěn)定。此時(shí)，具有冗余控制回路的廣域阻尼控制器能對(duì)此類情況做出較好的應(yīng)對(duì)措施，并且具有一定的魯棒性。

在眾多廣域時(shí)滯阻尼控制的研究成果中，具有冗余設(shè)計(jì)的在線自適應(yīng)廣域阻尼控制結(jié)構(gòu)也曾不少出現(xiàn)在試圖解決時(shí)變、非線性電力系統(tǒng)穩(wěn)定問(wèn)題的研究中。針對(duì)這些研究成果而言，當(dāng)系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)發(fā)生較大改變、WAMS網(wǎng)絡(luò)發(fā)生信號(hào)擁堵、信道故障導(dǎo)致時(shí)滯超過(guò)設(shè)定范圍時(shí)，能否快速切換至?xí)r滯正常的其它控制環(huán)路并更新控制器參數(shù)對(duì)于確保系統(tǒng)穩(wěn)定可靠運(yùn)行是至關(guān)重要的。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要克服現(xiàn)有技術(shù)的上述缺點(diǎn)，提供一種具有冗余控制回路的廣域阻尼器。

該電力系統(tǒng)廣域阻尼器，由廣域阻尼器WAD、時(shí)滯計(jì)算及控制回路切換模塊DCCLS、控制參數(shù)計(jì)算模塊CPC、控制參數(shù)存儲(chǔ)器CPS和控制參數(shù)更新模塊CPU五部分構(gòu)成，根據(jù)廣域電力系統(tǒng)提供的帶精確時(shí)標(biāo)的廣域測(cè)量信號(hào)y(t-τ)輸出合適的阻尼控制信號(hào)u(t)；其中，WAD主要由隔直環(huán)節(jié)W、反饋增益環(huán)節(jié)K、相位補(bǔ)償環(huán)節(jié)P和輸出限幅環(huán)節(jié)B依次串聯(lián)而組成；DCCLS實(shí)時(shí)接收CPU發(fā)出的是否切換控制回路的指令S、執(zhí)行控制回路切換，并能根據(jù)當(dāng)前時(shí)刻與廣域信號(hào)所帶時(shí)標(biāo)之差計(jì)算所有控制回路的時(shí)滯τ并送入CPU中以供決策；CPC則響應(yīng)CPU發(fā)出的啟動(dòng)控制參數(shù)重新計(jì)算的啟動(dòng)信號(hào)F，并根據(jù)輸入的控制回路時(shí)滯參數(shù)τ、廣域反饋信號(hào)y(t-τ)和輸入信號(hào)u(t)快速計(jì)算WAD的控制參數(shù)P，并將計(jì)算所得的控制參數(shù)P、設(shè)計(jì)時(shí)滯τ_WAD和設(shè)計(jì)時(shí)刻t信息送入CPS保存，同時(shí)將設(shè)計(jì)結(jié)束時(shí)刻信息N傳遞給CPU；CPU記錄WAD當(dāng)前控制參數(shù)對(duì)應(yīng)的設(shè)計(jì)時(shí)滯τ_WAD，根據(jù)實(shí)時(shí)時(shí)滯τ和WAD當(dāng)前控制參數(shù)的設(shè)計(jì)時(shí)滯τ_WAD和設(shè)計(jì)時(shí)刻t信息決定是否需要啟動(dòng)DCCLS切換控制回路以及如何切換控制回路、如何選擇匹配的控制參數(shù)P；CPS承擔(dān)存儲(chǔ)控制參數(shù)P及其對(duì)應(yīng)的設(shè)計(jì)時(shí)滯τ_WAD、設(shè)計(jì)時(shí)刻t信息，并接收CPU發(fā)送過(guò)來(lái)的調(diào)取控制參數(shù)的查詢信號(hào)M，提供與當(dāng)前控制回路對(duì)應(yīng)的控制參數(shù)P給CPU；

CPC根據(jù)當(dāng)前系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)和時(shí)滯為WAD在線計(jì)算合適的控制參數(shù)，其具體運(yùn)行如下：