分布式潮流控制器多串联变流器间交互影响分析及协调控制研究

摘要

日益增多的FACTS装置为电力系统的稳定安全带来了严重的挑战，研究多个FACTS的协调控制，提高装置和系统的安全性，是电力系统稳定控制研究的一个重要课题。因此，本文对分布式潮流控制器多串联变流器协调控制展开了研究，主要分析分布式潮流控制器多串联变流器间存在的交互影响，并将多目标进化算法用于分布式潮流控制器多串联变流器控制器的参数优化。 本文首先介绍了FACTS技术的发展状况，举例阐述了FACTS装置间可能存在的交互影响。同时，对FACTS装置的协调控制进行了综述。而分布式潮流控制作为一个功能强大的FACTS装置，在详细阐述了工作原理和控制特性基础上，建立了串并联侧相关的数学模型。 接着，分析了分布式潮流控制器的控制策略。并联侧主要负责发出一定幅值的三次谐波，串联侧则吸收并联侧发出的三次谐波再注入基波到系统中，从而实现线路功率调节。在分布式潮流控制器的控制过程中，串并联侧控制器主要采用了PI控制和电流滞环跟踪PWM控制方法。 随后，针对分布式潮流控制器多串联变流器的系统，用相对增益矩阵的方法定量分析系统中串联变流器之间的交互影响。在PSCAD软件中建模并仿真，仿真结果表明分布式潮流控制器多串联变流器的控制器存在一定的交互影响，验证了所提分析方法的有效性。 最后，将分布式潮流控制器多串联变流器协调控制转化为控制器的多目标优化问题，提出采用多目标进化算法对串联变流器的控制器参数优化。将优化后的结果带入仿真模型中，系统的控制效果明显提高。从而证明了所用多目标进化算法优化控制器的正确性和可行性。

目录

声明

第1章 绪论

1.1 选题背景与意义

1.2 FACTS技术的国内外研究现状

1.2.1 FACTS简介与分类

1.2.2 FACTS的应用

1.2.3 FACTS装置间交互影响

1.2.4 FACTS装置的协调控制

1.3本文主要研究工作

第2章 DPFC的工作原理与数学模型

2.1 DPFC的工作原理

2.2 DPFC的工作模式及控制特性

2.2.1 并联侧的工作模式及控制特性

2.2.2 串联侧的工作模式及控制特性

2.3 DPFC的等效数学模型

2.3.1 并联侧等效数学模型

2.3.2 串联侧等效数学模型

2.4 小结

第3章 DPFC的控制策略与控制器设计

3.1 DPFC的控制策略

3.1.1 中央控制策略

3.1.2 并联变流器控制策略

3.1.3 串联变流器控制策略

3.2 DPFC的控制器设计

3.2.1并联侧控制器设计

3.2.2串联侧控制器设计

3.3 小结

第4章 基于RGA的DPFC多串变流器间交互影响分析

4.1 RGA分析法

4.1.1 RGA原理

4.1.2 应用RGA的分析步骤

4.2 DPFC多串联变流器间交互影响分析

4.3 DPFC多串联变流器间交互影响的仿真

4.3.1 仿真模型的建立

4.3.2 单个串联变流器运行时的系统仿真

4.3.3 多串联变流器间交互影响的仿真分析

4.4 小结

第5章 DPFC多串联变流器协调控制研究

5.1 DPFC系统协调控制的结构

5.2 DPFC系统协调控制的数学优化

5.2.1 DPFC系统协调控制的目标

5.2.2 DPFC系统协调控制的约束条件

5.3 控制系统性能评判指标

5.4 基于多目标控制的DPFC多串联变流器协调设计

5.4.1 多目标优化模型及算法

5.4.2 DPFC多串联变流器控制器的参数优化

5.5 DPFC多串联变流器协调控制的仿真

5.6 小结

第6章 总结与展望

6.1 总结

6.2 展望

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间获得的相关科研成果