静止无功补偿器抑制电网低频振荡的仿真研究

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1、静止无功补偿器抑制电网低频振荡的仿真研究重庆大学硕士学位论文（学术学位）学生姓名：张健指导教师：郑连清教授专业：电气工程学科门类：工学重庆大学电气工程学院二O一五年五月SimulationStudyonStaticVarCompensatorinDampingPowerSystemLowFrequencyOscillationAThesisSubmittedtoChongqingUniversityinPartialFulfillmentoftheRequirementfortheMaster’sDegreeofEngineeringByZhangJianSupervisedbyProf.

2、ZhengLianqingSpecialty:ElectricalEngineeringSchoolofElectricalEngineeringofChongqingUniversity,Chongqing,ChinaMay,2015重庆大学硕士学位论文中文摘要摘要随着电力系统规模的扩大，互联程度的提高，功率振荡给电力系统稳定性分析带来了新的问题。静止无功补偿器（SVC）在系统无功补偿、提高系统电压稳定性方面的工程应用中已经取得了显著的成效，同时在抑制系统功率振荡中也有十分广泛的应用前景。本文致力于电力系统在发生低频功率振荡情况下，考虑WAMS反馈信号时滞影响下的广域SVC附加阻尼控制器

3、的研究和设计。针对系统存在的非线性问题，本文与粒子群优化算法（PSO）相结合，提出了采用PSO优化的控制器的设计思路，并在IEEE四机两区域模型中进行了仿真验证。本文首先介绍了SVC的基本结构、基本控制原理和控制策略。并在MATLAB中搭建等效无穷大系统模型，对SVC的控制系统和工作原理进行了分析和验证。此外，本文还以单机无穷大系统的经典二阶模型和更贴切实际应用的发电机Phillips-Heffron模型为例，对SVC用于抑制电力系统低频振荡的原理进行了阐述。两个模型都证明了SVC的接入可以增大系统的阻尼系数，能够抑制系统发生的低频振荡。然后，对PSO的算法原理和流程图进行了介绍和说明；对

4、比分析了几种改进的PSO算法的优化效果；确立了椭圆权重粒子群策略(EWPSO)为本文的SVC阻尼控制器参数的优化策略。并在双机系统中进行了仿真实验，对比传统PI控制在系统因三相短路等故障而造成的有功潮流振荡的抑制效果。最后，针对广域测量系统（WAMS）反馈信号的传输时滞影响，设计了一种基于Prony辨识的广域SVC附加阻尼控制器参数的PSO优化策略(PPSO)。在控制器广域反馈信号的选取方面，选择和区间振荡模式对应的几何可观度最高的一个反馈信号作为广域SVC附加阻尼控制器的输入信号。引入了基于Prony辨识的主导模式阻尼比为优化目标，将PSO优化算法对该非线性模型进行参数优化设计。在MAT

5、LAB中搭建了含有SVC的IEEE四机两区域电力系统仿真模型。结果表明：和采用EWPSO相比，PPSO优化算法设计的控制器能更加有效地抑制系统低频振荡。关键词：静止无功补偿器，时滞，低频功率振荡，粒子群优化算法，广域测量系统I重庆大学硕士学位论文英文摘要ABSTRACTWiththeexpansionofpowersystemandtheimprovementofdegreeofinterconnection,poweroscillationbringsnewproblemstothepowersystemstabilityanalysis.StaticVarCompensator(SVC

6、)hasmadesignificanteffectsinthesystemreactivepowercompensationandimprovingsystemvoltagestabilityofengineeringapplication.Atthesametime,thereisanextremelyextensiveapplicationprospectintheinhibitionofthesystempoweroscillation.Thispaperiscommittedtotheresearchanddesignofthewide-areaadditionaldampingc

7、ontrollerofSVC,whichconsideringthedelayoftheinfluenceoftheWAMSfeedbacksignalintheeventofpowersystemlowfrequencyoscillationsituation.Inthispaper,theparticleswarmoptimiazation(PSO)isusedintheparametersdesignofSVCco