学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

灵活交流输电设备间交互及协调研究

作　者: 黄柳强
导　师: 郭剑波
学　校: 中国电力科学研究院
专　业: 电力系统及其自动化
关键词: 灵活交流输电交互影响协调模态级数法时滞自由权矩阵方法凸多面体微分包含量子遗传算法
分类号: TM721.2
类　型: 博士论文
年　份: 2013年
下　载: 122次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载

内容摘要

灵活交流输电(FACTS)技术以其快速、可靠的调节特性在电力系统潮流优化分布、提高系统稳定性和输电能力等方面发挥了重要作用。随着全国联网逐步增强,智能电网建设步伐加快以及新能源产业日渐兴旺,电力行业的多种变革无不对FACTS设备产生进一步的应用需求。这一发展趋势在带来巨大经济效益的同时也对电力系统运行提出了新的要求,探究和解决FACTS装置之间的相互作用,实现优化协调控制是其中值得重点关注的问题。目前,对于FACTS交互影响和协调运行领域的研究尚处于探索阶段。在衡量FACTS装置交互作用对系统稳定性的影响,FACTS协调控制等方面仍有诸多研究工作需要进一步开展,这对电力系统运行和控制具有重要的理论意义和应用价值。对此,本文研究工作重点包括以下方面：针对FACTS间交互影响问题,本文基于模态级数法提出了衡量交互影响程度的计算指标。该方法全面考虑了系统模式间的非线性相互作用,体现系统非线性特性,定量指示出FACTS装置交互作用的强弱。通过算例的时域仿真验证了该方法的有效性,同时表明该方法可为系统中FACTS参数整定提供指导性依据。为进一步发挥FACTS的调控特性,提高系统的动态稳定水平,本文建立了基于广域测量系统(WAMS)的多FACTS集中协调控制架构。针对WAMS信号固有的时滞特性,提出一种FACTS抗时滞协调控制算法。算法采用自由权矩阵方法获取时滞系统的稳定性判据,同时考虑电力系统实际需求,设定最小阻尼比阈值,保证了在FACTS协调控制下的系统运行在强阻尼模式,并且具有较宽泛的时滞稳定裕度。为进一步考虑多FACTS广域协调控制对系统工况变化的适应性,本文引入凸多面体微分包含(PLDI)理论,采用动态输出反馈控制结构,提出一种适用于多工况的FACTS广域控制算法,同样有效地保证了电力系统强阻尼特性。在此基础上,本文进一步分析了算法的时滞裕度；并考虑当时滞可预估时对算法做了改进。对FACTS设备参数进行联合配置亦是协调FACTS运行的有效手段且更贴近实际应用。本文利用小波变换分析了参数整定与控制效果的关系,进一步论证FACTS协调的必要性。提出一种综合多种智能计算方法的多FACTS设备参数协调配置算法。采用多种措施对量子遗传算法进行改进,包括：多目标应用扩展、小生境初始化、量子灾变和新的自适应旋转角策略。结合极限学习机进行寻优,提高了计算效率。

全文目录

摘要  4-6
Abstract  6-11
第1章绪论  11-31
  1.1 论文研究的目的和意义  11-12
  1.2 FACTS研究现状  12-20
    1.2.1 FACTS简介和分类  12-14
    1.2.2 FACTS的应用  14-15
    1.2.3 常见FACTS装置的数学建模  15-20
  1.3 多FACTS交互影响及协调研究现状  20-28
    1.3.1 多FACTS交互影响分析  20-21
    1.3.2 多FACTS协调研究  21-27
    1.3.3 基于WAMS的FACTS协调控制  27-28
  1.4 本论文的主要工作  28-31
第2章基于模态级数法的FACTS交互影响分析  31-47
  2.1 引言  31-32
  2.2 基于模态级数法的电力系统非线性表示  32-36
    2.2.1 模态级数法的基本理论  32-34
    2.2.2 系统采用的动态模型  34-35
    2.2.3 网络方程  35-36
  2.3 基于模态级数法的FACTS交互影响分析指标  36-39
    2.3.1 系统特性分析和指标提出  36-38
    2.3.2 算法实施难点和基本流程  38-39
  2.4 算例分析  39-45
  2.5 本章小结  45-47
第3章多FACTS广域抗时滞协调控制  47-65
  3.1 引言  47-48
  3.2 时滞电力系统的自由权矩阵方法描述  48-53
    3.2.1 基于WAMS的多FACTS协调控制  48-51
    3.2.2 时滞系统的自由权矩阵方法分析  51-53
  3.3 结合迭代寻优的多FACTS协调控制器设计  53-60
    3.3.1 Hankel降阶  53-54
    3.3.2 量子遗传算法  54-59
    3.3.3 时滞系统特征值的近似求解  59-60
    3.3.4 算法实施流程  60
  3.4 算例分析  60-63
  3.5 本章小结  63-65
第4章适用于多工况的多FACTS广域协调控制  65-81
  4.1 引言  65-66
  4.2 系统控制设计和元件模型  66-67
    4.2.1 含动态输出反馈控制的系统模型  66-67
    4.2.2 基于阻尼比的系统稳定条件  67
  4.3 适用于多工况的多FACTS协调控制算法  67-72
    4.3.1 凸多面体微分包含描述  68-70
    4.3.2 多FACTS协调控制算法流程  70-72
  4.4 针对信号时滞的算法分析和补充设计  72-74
    4.4.1 协调控制算法的时滞裕度分析  72-73
    4.4.2 针对定时滞的协调控制算法改进  73-74
  4.5 算例分析  74-79
    4.5.1 算法验证  74-78
    4.5.2 算法对比分析  78-79
  4.6 本章小结  79-81
第5章基于智能计算的多FACTS协调配置  81-107
  5.1 引言  81-82
  5.2 FACTS多目标协调配置数学描述  82-86
    5.2.1 含多FACTS的电力系统模型及多目标协调配置  82-83
    5.2.2 样本数据的小波分析  83-86
  5.3 基于智能计算的多FACTS协调配置算法  86-101
    5.3.1 量子遗传算法的多目标优化实现及改进  86-91
    5.3.2 改进量子遗传算法性能测试  91-94
    5.3.3 极限学习机算法  94-97
    5.3.4 极限学习机算法性能测试  97-100
    5.3.5 多FACTS协调配置算法  100-101
  5.4 算例分析  101-105
    5.4.1 4机2区域系统  101-102
    5.4.2 伊冯可控串补工程  102-105
  5.5 本章小结  105-107
第6章总结与展望  107-111
  6.1 总结  107-108
  6.2 展望  108-111
参考文献  111-123
附录  123-125
致谢  125-126
攻读博士学位期间发表的论文  126
攻读博士学位期间参与的研究项目  126

灵活交流输电设备间交互及协调研究

内容摘要

全文目录

相似论文