多直流控制系统附加阻尼控制器参数协调优化
本文选题:直流附加阻尼控制器 + 主模比指标 ; 参考:《华中科技大学》2014年硕士论文
【摘要】:随着我国电网的不断发展、大规模风电接入远距离输送、“西电东送、南北互供、全国联网”战略的实施,,我国大区域、大规模电网的互联已经进入了规划和实施阶段,电力系统逐渐呈现出大区电网互联,远距离、大容量送电,多回交流与多回直流并联运行等特点和发展趋势,然而随着交直流混合电网的发展,电网动态稳定问题日益复杂,区间弱阻尼问题成为大规模交直流混合电网面临的主要挑战之一。由于多回大容量高压直流输电HVDC系统,具有响应快速、可控程度高、调节容量大、横跨区域广等特性,为改善系统的动态性能提供了有力的手段,其中直流附加阻尼控制作为直流调制控制的有效方式得到了广泛研究。本文围绕多直流控制系统附加阻尼控制器开展了控制器反馈信号选择、控制器参数协调优化等一系列的研究。 本文以NF区域电网为例,首先进行了小干扰稳定分析,在此基础上提出了一种基于Prony分析的主模比指标来反映反馈信号对指定振荡模式的可观性大小,从而对广域反馈信号进行筛选;针对电网规模较大,直流附加阻尼控制器参数优化会呈现“维数灾”的问题,提出了一种基于子空间辨识和遗传算法结合的优化算法,首先由子空间辨识得到NF电网的开环状态空间方程,再推导加入附加阻尼控制器后的闭环状态空间方程,最后以最小阻尼比最大化为优化目标,用遗传算法对闭环状态的A矩阵中的附加阻尼控制器参数进行协调优化,得到最优的附加阻尼控制器参数。同时,在直流系统故障、交流系统故障及运行方式变化的环境下进行了一系列的仿真分析,仿真分析的结果表明优化得到的多直流控制系统附加阻尼控制器能够明显的改善NF电网阻尼水平,保障了系统的稳定运行。
[Abstract]:With the continuous development of China's power grid, large-scale wind power access to long-distance transmission, "West-to-East power transmission, north-south power supply, national networking" strategy implementation, China's large area, large-scale power grid interconnection has entered the planning and implementation stage. With the development of the hybrid AC / DC power grid, the dynamic stability of the power network becomes more and more complicated with the development of the power system, such as interconnection of the large area power network, long-distance, large capacity power transmission, multi-circuit AC / DC parallel operation and so on. The problem of interval weak damping has become one of the main challenges for large AC / DC hybrid power systems. Because of the characteristics of fast response, high degree of controllability, large regulating capacity and wide span of area, the multi-circuit high-capacity HVDC HVDC system provides a powerful means to improve the dynamic performance of the system. Among them, DC additional damping control as an effective way of DC modulation control has been widely studied. In this paper, a series of research on controller feedback signal selection and controller parameter optimization are carried out around additional damping controller of multi-DC control system. In this paper, a small disturbance stability analysis is carried out for NF area power network. Based on this, a principal mode ratio index based on Prony analysis is proposed to reflect the observability of feedback signal to the specified oscillation mode. In view of the problem that the parameter optimization of DC additional damping controller presents the problem of "dimension disaster", an optimization algorithm based on the combination of subspace identification and genetic algorithm is proposed. First, the open loop state space equation of NF power network is obtained by subspace identification, then the closed-loop state space equation with additional damping controller is derived. Finally, the maximum minimum damping ratio is taken as the optimization objective. Genetic algorithm is used to coordinate and optimize the parameters of the additional damping controller in the A matrix of the closed-loop state, and the optimal parameters of the additional damping controller are obtained. At the same time, a series of simulation analysis is carried out under the condition of DC system fault, AC system fault and operation mode change. The simulation results show that the optimized additional damping controller of multi-DC control system can obviously improve the damping level of NF power network and ensure the stable operation of the system.
【学位授予单位】:华中科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2014
【分类号】:TM571
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本文编号:1989466
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