基于配对粒子算法的电力系统PSS与FACTS装置最优协调控制

发布时间：2017-10-30 07:22

  本文关键词：基于配对粒子算法的电力系统PSS与FACTS装置最优协调控制

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【摘要】：由于我国电力工业的快速发展,电力系统中长距离、大容量的电网互联已成为发展趋势,尽管这种互联在一定程度上增加了系统运行的经济性和可靠性,但也使得电力系统动态特性和稳定问题变得越来越复杂,低频振荡和负荷波动严重破坏了电网运行的安全性和稳定性,制约了区域间电能的相互传输。目前广泛应用的电力系统稳定器(PSS)是一种抑制低频振荡经济且有效的装置。作为发电机励磁控制系统的附加装置,PSS在提高系统阻尼水平,改善系统稳定性方面发挥着重要作用。近年来,大功率电力电子技术和非线性控制理论的快速发展极大地促进了柔性交流输电系统(FACTS)装置在电力系统的广泛应用。FACTS装置能够大幅度地提高功率传输能力,动态地进行无功补偿,改善电压质量。而且,FACTS装置反应迅速,可以正负调节以及连续控制。这些特点使之能够有效地提升电力系统的暂态稳定性。尽管PSS和FACTS装置都能有效的改善电力系统的稳定性,但是没有协调配合的PSS与FACTS装置可能会导致电力系统不稳定或者不能充分发挥他们各自的作用。因此,对电力系统中PSS与FACTS装置进行协调优化控制已经是目前电力系统中迫切需要解决的课题,具有重要的现实意义。配对粒子算法(PBO)是一种简单且高效的进化算法。不同于大多数进化算法,PBO的一个种群里面只有两个粒子,因此计算量将极大地降低。由于计算时间少,结构简单,PBO比其他近来提出的先进算法具有更高效的搜索能力。本文将PSS与FACTS装置最优协调控制的目的是为了提高电力系统在大扰动后的动态稳定性。以PBO为基础的优化算法将用于该最优协调控制。在本文中,PSS和FACTS装置的最优协调控制被转化为一个优化问题。文中提出了一种用来获得阻尼控制器最佳效果的目标函数,该目标函数中同时考虑了抑制故障后各台发电机的转速偏差以及降低节点母线的电压变化等因素。本文提出的方法在仿真系统上进行了测试,仿真结果验证了该方法的有效性,结果也表明利用PBO最优协调控制的PSS和FACTS装置在阻尼功角振荡,提高节点电压稳定性方面效果显著。
【关键词】：最优协调控制 PSS FACTS装置 配对粒子算法 动态稳定
【学位授予单位】：华南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM712;TP18
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第一章 绪论10-17
• 1.1 课题背景及研究意义10-12
• 1.2 国内外研究现状12-14
• 1.3 本文的研究内容及技术路线14-17
• 1.3.1 本文的研究内容14-15
• 1.3.2 研究技术路线15-17
• 第二章 电力系统稳定性及PSS模型17-28
• 2.1 电力系统稳定性的定义及分类17-19
• 2.2 功角稳定与电压稳定的分析方法19-21
• 2.3 同步机模型21-22
• 2.4 附加PSS的励磁系统模型22-25
• 2.5 PSS抑制低频振荡的原理25-27
• 2.6 本章小结27-28
• 第三章 FACTS装置的工作原理及建模28-42
• 3.1 FACTS装置的分类和用途28-29
• 3.2 SVC的工作原理及数学模型29-32
• 3.3 SVC的控制模式32-33
• 3.4 STATCOM的工作原理及数学模型33-41
• 3.4.1 STATCOM主电路的拓扑结构33-34
• 3.4.2 STATCOM工作原理34-36
• 3.4.3 STATCOM的动态数学模型36-38
• 3.4.4 STATCOM的控制模型38-41
• 3.5 本章小结41-42
• 第四章 最优协调控制的数学模型42-45
• 4.1 引言42
• 4.2 电力系统建模42-43
• 4.3 最优协调控制的数学模型43-44
• 4.4 本章小结44-45
• 第五章 配对粒子算法45-50
• 5.1 引言45-46
• 5.2 伪梯度搜索46-48
• 5.3 简化群体感应48-49
• 5.4 本章小结49-50
• 第六章 仿真研究和结果分析50-70
• 6.1 引言50
• 6.2 PSS和SVC在一个双机电力系统中的应用50-56
• 6.3 PSS和SVC在WSCC三机九节点电力系统中的应用56-63
• 6.4 PSS和STATCOM在WSCC三机九节点电力系统中的应用63-69
• 6.5 本章小结69-70
• 结论与展望70-73
• 结论70-71
• 展望71-73
• 参考文献73-77
• 攻读学位期间发表的学术论文77-78
• 致谢78-79
• 附件79

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前1条

1 卢卫星，，舒印彪，史连军;美国西部电力系统1996年8月10日大停电事故[J];电网技术;1996年09期

中国硕士学位论文全文数据库 前1条

1 代泞磷;智能电网中FACTS元件全局协调优化的研究[D];华北电力大学;2012年

本文编号：1116675