多個SSSC元件交互影響分析與協(xié)調(diào)控制.pdf

1、進入二十一世紀(jì)以來，隨著我國電網(wǎng)的快速發(fā)展和智能電網(wǎng)的廣泛建設(shè)，電網(wǎng)結(jié)構(gòu)和運行方式愈加復(fù)雜，這就要求電網(wǎng)能夠通過一定手段靈活地控制潮流分布，提高系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性。因此，F(xiàn)ACTS技術(shù)將在電網(wǎng)中得到廣泛應(yīng)用。靜止同步串聯(lián)補償器(SSSC)作為第二代串聯(lián)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(wǎng)運行。當(dāng)多個SSSC元件同時在電網(wǎng)中運行時，由于元件控制器的設(shè)計及協(xié)調(diào)問題，可能會產(chǎn)生對系統(tǒng)不利的交互影

2、響，對電力系統(tǒng)的運行穩(wěn)定和安全產(chǎn)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(xié)調(diào)控制進行了研究，研究的主要內(nèi)容如下：
　　（1）查閱整理了靈活交流輸電系統(tǒng)的基本理論和SSSC元件的研究現(xiàn)狀。系統(tǒng)全面的總結(jié)了FACTS元件交互影響和主要分析方法，并對近年來國內(nèi)外研究所提出的多種FACTS協(xié)調(diào)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(tǒng)(WAMS)技術(shù)和模塊化多電平換流器(MMC)技術(shù)等新興技術(shù)在

3、FACTS中的應(yīng)用情況。
　?。?）建立了裝設(shè)兩個靜止同步串聯(lián)補償器的多機電力系統(tǒng)擴展Phillips-Heffron模型。在此模型的基礎(chǔ)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(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)提供的系統(tǒng)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(shù)設(shè)定情況下交互影響的強弱度，并利用PSCAD搭建仿真系統(tǒng)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(shù)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(yán)重程度關(guān)系最大的一組輸入--輸出變量。依據(jù)這一關(guān)系，制定出相應(yīng)的多SSSC元件協(xié)調(diào)投入控制策略。通過仿真系統(tǒng)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(tǒng)仿真驗證了所制

5、定的協(xié)調(diào)投運策略的可行性和有效性。
　?。?）構(gòu)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(lián)型 FACTS裝置 MMC-SSSC的模型。首先在詳細(xì)分析MMC-SSSC裝置結(jié)構(gòu)特點和控制原理的基礎(chǔ)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(jié)構(gòu)控制方法對MMC-SSSC的功率控制器進行優(yōu)化，既能夠?qū)⒕€路傳輸?shù)挠泄蜔o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(tǒng)的魯棒性。同時，設(shè)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(shè)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(xié)調(diào)控制策略，將整個系統(tǒng)控制分為“自治”控制和“分權(quán)”控制兩層，通過WAMS提供的系統(tǒng)實時狀態(tài)數(shù)據(jù)，運用“分解-協(xié)調(diào)”算法實現(xiàn)多個SSSC控制器的全系統(tǒng)優(yōu)化控制。并運用PSCAD搭建一個四機兩區(qū)域的仿真系統(tǒng)，對所提