基于输出反馈和区域极点配置的电力系统阻尼控制器研究

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摘要提出了利用区域极点配置法设计电力系统阻尼控制器, 以实现低频振荡的近似均匀阻尼控制。首先分析了电力系统的阻尼特性和阻尼控制器抑制低频振荡的本质, 得出实现均匀阻尼控制的条件, 然后根据参与因子的大小, 确定控制器的安装位置, 最后利用均匀阻尼思想及广域测量信号, 将低频振荡的控制转化为发电机阻尼控制器的区域极点配置问题。由于在设计的过程中考虑了所有控制器对振荡模式的影响, 因此达到了多机系统的协调控制, 避免了控制器对其他振荡模式阻尼的过度削弱。以IEEE 4机11节点系统为例, 在多运行方式下与传统电力系统稳定器进行了仿真对比分析, 说明了此方法的有效性和鲁棒性, 为电力系统低频振荡的协调控制提供了新思路。

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	马燕峰
	赵书强
	顾雪平

关键词 ：低频振荡, 均匀阻尼, 区域极点配置, 协调控制, 线性矩阵不等式, 电力系统稳定器

Abstract：Based on the characteristics of power systems with uniform damping, the paper puts forward the design method of power system damping controllers which makes use of uniform damping thought and region pole assignment method to realize uniform damping control of low-frequency oscillation(LFO). First, the characteristics of power systems with uniform damping and the essence of damping LFO of controllers are analyzed, then considering the participate factors and the obtain of wide-area signal, input signals and location of controllers are chosen. Finally according to the damping of power system, feasible region of pole assignment is chosen and the paper converts the damping of LFO into the pole assignment problem of multi-machine damping controllers. Because the control goal is to make every mode with the same damping, which avoids decreasing damping of other modes in excess, the coordination of controllers is realized. At last, take the IEEE 4-machine 11-node system as example, the simulation of different operation modes indicates that the control method is valid and robust. The method puts forward a new thought for restraining LFO.

Key words： Low-frequency oscillations uniform damping region poles assignment coordination control linear matrix inequality power system stabilizer

收稿日期: 2009-11-02 出版日期: 2014-03-07

PACS:

TM712

基金资助:中央高校基本科研业务费专项资金(09MG07)和河北省自然科学基金(E2010001693和E2011502014)资助项目。

作者简介: 马燕峰女, 1978年生, 博士, 讲师, 研究方向为电力系统分析、运行与控制。赵书强男, 1964年生, 博士, 教授, 研究方向为电力系统稳定分析和控制、电力系统规划与可靠性等。

引用本文:

马燕峰, 赵书强, 顾雪平. 基于输出反馈和区域极点配置的电力系统阻尼控制器研究[J]. 电工技术学报, 2011, 26(4): 175-184. Ma Yanfeng, Zhao Shuqiang, Gu Xueping. Research on Power System Damping Controllers Based on Output Feedback and Region Poles Assignment. Transactions of China Electrotechnical Society, 2011, 26(4): 175-184.

链接本文:

http://dgjsxb.ces-transaction.com/CN/Y2011/V26/I4/175

[1] 余贻鑫, 李鹏. 大区电网互联对互联系统阻尼和动态稳定性的影响[J]. 中国电机工程学报, 2005, 25(11): 6-11.
[2] 朱方, 赵红光, 刘增煌, 等. 大区电网互联对电力系统动态稳定性的影响[J]. 中国电机工程学报, 2007, 27(1): 1-7.
[3] 朱方, 汤涌, 张东霞, 等. 我国交流互联电网稳定性的研究及解决策略[J]. 电网技术, 2004, 28(15): 1-5.
[4] 朱方, 刘增煌, 高光华. 电力系统稳定器对三峡电力系统暂态稳定的影响[J]. 中国电机工程学报, 2002, 22(11): 20-22.
[5] Chaturvedi D K, Malik O P. Generalized neuron-based adaptive PSS for multimachine environment[J]. IEEE Transactions on Power Systems, 2005, 20(1): 358-366.
[6] 赵书强, 丁峰, 侯子利, 等. 自寻优模糊电力系统稳定器的设计[J]. 电工技术学报, 2004, 19(3): 94-98.
[7] 袁野, 程林, 孙元章. 采用广域测量信号的2级PSS控制策略[J]. 电力系统自动化, 2006, 30(24): 11-16, 48.
[8] 杨秀, 王西田, 陈陈. 利用LMI技术设计鲁棒电力系统稳定器[J].继电器, 2005, 3(2): 1-4.
[9] 常勇, 徐政. SVC 广域辅助控制阻尼区域间低频振荡[J]. 电工技术学报, 2006, 21(12): 40-46.
[10] 戚军, 江全元, 曹一家. 基于系统辨识的广域时滞鲁棒阻尼控制[J].电力系统自动化, 2008, 32(6): 35-40
Qi Jun, Jiang Quanyuan, Cao Yijia. Wide-area time-delay robust damping control based on system identification[J]. Automation of Electric Power Systems, 2008, 32(6): 35-40
[11] 戚军, 江全元, 曹一家. 采用时滞广域测量信号的区间低频振荡阻尼控制器设计[J].电工技术学报, 2009, 24(6): 154-159.
[12] 陈贺, 刘明, 白宏, 等. 励磁系统的辅助阻尼控制研究[J]. 电网技术, 2007, 31(6): 38-44.
[13] 王伟岸, 马平, 蔡兴国. 考虑广域反馈信号时滞影响的附加励磁控制器[J]. 电网技术, 2008, 32(19): 50-55.
[14] 赵书强, 常鲜戎, 贺仁睦, 等. PSS控制过程中的借阻尼现象与负阻尼效应[J]. 中国电机工程学报, 2004, 24(5): 7-11.
[15] 郝正航, 邱国跃, 陈卓, 等. 电力系统阻尼特性分析与研究[J]. 继电器, 2005, 33(23): 19-24.
[16] Ma Yanfeng, Zhao Shuqiang, Yi Yu. Damping characteristic research of complex electric power system with several kinds of controllers[C]. APSCOM2006, Hong Kong, 2006.
[17] 易于, 赵书强. 复杂电力系统中加入控制器时阻尼的分配[J]. 继电器, 2005, 33(13): 25-29, 49.
[18] Luiz Cera Zanetta Jr, Jose Jaime Da Cruz. An incremental approach to the coordinated tuning of power systems stabilizers using mathematical programming[J]. IEEE Transactions. on Power Systems, 2005, 20(2): 895-902.
[19] Wenzheng Qiu, Vittal V, Khammash M.Decentralized power systems stabilizer design using linear parameter varying approach[J]. IEEE Transactions on Power Systems, 2004, 19(4):1951-1960.
[20] 牛振勇, 杜正春, 方万良, 等. 基于进化策略的多机系统PSS参数优化[J]. 中国电机工程学报, 2004, 24(2): 22-27.
[21] 赵洋, 肖湘宁. 利用SSSC阻尼电力系统低频振荡[J]. 电力系统自动化, 2007, 31(17): 40-44.
[22] 李兴源, 邵震霞, 汤广福. 多馈入高压直流输电系统的分散协调控制研究[J]. 中国电机工程学报, 2005, 25(16): 8-12.
[23] 于广亮, 张保会, 谢欢, 等. 不健全广域信息下时滞非线性鲁棒综合控制器设计[J]. 中国电机工程学报, 2007, 27(10): 7-13.
[24] 石颉, 王成山. 考虑广域信息时延影响的H_∞阻尼控制器[J]. 中国电机工程学报, 2008, 28(1): 30-34.
[25] 马大强. 电力系统机电暂态过程[M]. 北京: 水利电力出版社, 1988.
[26] 马燕峰, 赵书强, 顾雪平. 改进的机电模式特征根的快速估算法及其应用[J]. 高电压技术, 2008, 34(3): 537-541.
[27] Wang Qing, Zhang Yiwei, Min Yong. Study on inter-area oscillation frequency of power systems[C]. IEEE International Conference on PST, 2006.
[28] 俞立. 鲁棒控制—线性矩阵不等式处理方法[M]. 北京: 清华大学出版社, 2002.
[29] Kundur P. 电力系统稳定与控制 (影印版) [M]. 北京: 中国电力出版社, 2001.