广域电力系统中时滞控制信号的选择 selection of time-delay control signal in wide-area power system.pdfVIP

第30卷第6期 电力自动化设备 V01．30No．6 EIP(’tricPower Automation 2010年6月 Equipment Jun．2010囝 广域电力系统中时滞控制信号的选择 戚军。张有兵 (浙江工业大学信息工程学院，浙江杭州310023) 摘要：针对广域电力系统时滞控制问题．提出通过选择合适的时滞控制信号可以简化控制设计过程．避免论 证／采用复杂的时滞控制理论。提出一种简单有效的时滞敏感程度指标(TDSI)评估控制信号对时滞的容忍 程度，论述了在实际电力系统中的计算方法。采用新英格兰测试系统进行了常见扰动方式、候选信号的TDSI 评估、有／无控制器的系统动态响应仿真，结果表明：采用TDSI值较小的广域信号作为输出反馈信号。根据 常规无时滞控制理论设计的控制器在快速有效抑制低频振荡的前提下．具有较好的抗时滞性能。 关键词：广域测量系统：电力系统：时滞控制：控制信号选择：低频振荡 中图分类号：TM712；TM761 文献标识码：A O引言 1 电力系统广域控制框架 在基于全球定位系统(GPS)的同步相量测量技 术、计算机技术和现代通信技术的基础上发展起来 MeaSHrement Unit)和多种通信媒质(如电力线、电话 的广域测量系统WAMS(Wide．AreaMeasurement 线、光纤、微波以及卫星等)组成的结构复杂的网络 系统。PMU使用GPs提供的统一时钟信号．各个 Systems)．为改进广域电力系统的稳定控制提供了丰 PMU子站的时钟同步误差不超过1 富的全局控制信息。文献f1—4]都表明，采用合适的 pLs．相角测量精 广域测量信号作为反馈控制．可以有效地阻尼电力 度可达到0．o～o．数据传输频率为20．100Hz．信 系统区间低频振荡模式。提高全系统的稳定性。 号时滞大小主要取决于通信媒质的种类以及信号传 广域测量信号在远距离通信传输过程中存在不 播距离[15】。 ， 可忽视的时滞【5】。文献f6．7]指出，即使是很小的时 基于WAMS的电力系统广域控制框架结构如 滞也可能使得在不考虑时延情况下性能优良的控制 图1所示。WAMS实时采集电力系统中各个关键节 器失效．造成灾难性事故。为了避免时滞引起控制器 点的状态量．包括发电机的功角和角速度、各个节点 失效。有2种可行的解决方法：其一是在控制器设计 的电压相量、各条联络线上的有功功率和无功功率 之前．比较众多广域测量信号的时滞特性．尽量选择 等：基于这些统一时标下的系统状态量．控制中心根 对时滞不敏感的广域测量信号作为控制器的反馈输 据预先设定的系统稳定分析和控制程序进行大量计 人信号．提高控制器的抗时滞性能：其二是在控制器 算和判断：最后将控制指令下发到对应的终端控制 设计过程中．考虑时滞的影响．采取适当的措施补偿 装置，如发电机励磁系统、柔性交流输电系统(FACTS) 时滞的影响．或者采用合适的控制器结构．削弱时滞 装置以及高压直流输电(HVDC)控制装置等。 对控制性能的影响。 最近几年．大量文献研究了考虑时滞影响的控制 发电机1ll发电机2I…l发电机n 器设计方法[8_n]．目前控制信号的