多個SSSC元件交互影響分析與協調控制.pdf

1、進入二十一世紀以來，隨著我國電網的快速發(fā)展和智能電網的廣泛建設，電網結構和運行方式愈加復雜，這就要求電網能夠通過一定手段靈活地控制潮流分布，提高系統運行的穩(wěn)定性。因此，FACTS技術將在電網中得到廣泛應用。靜止同步串聯補償器(SSSC)作為第二代串聯型FACTS元件的代表和第三代FACTS元件—UPFC的主要組成部分，將大量地投入電網運行。當多個SSSC元件同時在電網中運行時，由于元件控制器的設計及協調問題，可能會產生對系統不利的交互影

2、響，對電力系統的運行穩(wěn)定和安全產生影響。正是由于存在這些問題，本文對多個SSSC元件間交互影響的分析及協調控制進行了研究，研究的主要內容如下：
　　（1）查閱整理了靈活交流輸電系統的基本理論和SSSC元件的研究現狀。系統全面的總結了FACTS元件交互影響和主要分析方法，并對近年來國內外研究所提出的多種FACTS協調控制方法進行了分類對比分析。然后，整理概括了廣域測量系統(WAMS)技術和模塊化多電平換流器(MMC)技術等新興技術在

3、FACTS中的應用情況。
　?。?）建立了裝設兩個靜止同步串聯補償器的多機電力系統擴展Phillips-Heffron模型。在此模型的基礎上針對目前已有分析方法均存在不足和缺陷的問題，提出一種基于RGA方法和NI標準的交互影響綜合分析方法，利用RGA方法提供的具體信息和NI標準提供的系統整體信息，定量地分析了兩個SSSC在不同電氣距離和不同參數設定情況下交互影響的強弱度，并利用PSCAD搭建仿真系統仿真驗證了不同情況下SSSC間的

4、交互影響。
　?。?）提出了一種適用于大規(guī)模、多變量的基于NI指數的多控制變量配對方法，運用該方法找到使得控制器間交互影響最小的控制變量最優(yōu)配對組合。通過對最優(yōu)配對組合進行分析，得到最優(yōu)配對組合中與交互影響的嚴重程度關系最大的一組輸入--輸出變量。依據這一關系，制定出相應的多SSSC元件協調投入控制策略。通過仿真系統的算例計算與分析驗證了所提出多控制變量配對方法的可行性；并利用PSCAD搭建了含多個SSSC元件的系統仿真驗證了所制

5、定的協調投運策略的可行性和有效性。
　?。?）構建了一種基于模塊組合多電平變換器(Modular Multilevel Converter, MMC)的新型串聯型 FACTS裝置 MMC-SSSC的模型。首先在詳細分析MMC-SSSC裝置結構特點和控制原理的基礎上，提出了正常運行和線路發(fā)生故障兩種狀態(tài)下的控制方案。然后運用狀態(tài)反饋線性化和積分滑模變結構控制方法對MMC-SSSC的功率控制器進行優(yōu)化，既能夠將線路傳輸的有功和無功功率

6、進行解耦控制并消除非線性特性，又能夠有效提高控制系統的魯棒性。同時，設計輔助直流電容電壓控制器來穩(wěn)定電容電壓。最后，通過時域仿真對所提出的控制方案和設計的控制器優(yōu)化效果進行了驗證。
　?。?）提出了一種多個SSSC的廣域協調控制策略，將整個系統控制分為“自治”控制和“分權”控制兩層，通過WAMS提供的系統實時狀態(tài)數據，運用“分解-協調”算法實現多個SSSC控制器的全系統優(yōu)化控制。并運用PSCAD搭建一個四機兩區(qū)域的仿真系統，對所提