[发明专利]在电力分配系统中阻尼多个模式的电磁振荡

说明书

技术领域

本发明涉及在互联多个发电机与消费者的电力系统中的阻尼多模电 磁振荡的领域。

背景技术

随着电力市场正在进行的衰退，从远距离发电机到本地消费者的负荷 传输和电力托送已成为普通的实践。由于在公用事业与对于资产最佳化的 需要之间的竞争的结果，增加的电功率量通过现有的网络被发送，必定引 起拥塞、传输瓶颈和/或电力传输系统的部件的振荡。在这方面，电力传输 网络是高度动态的。总的来说，在包括若干交流发电机的电力系统中的电 磁振荡具有小于几Hz的频率，并且被认为只要它们衰变(decay)就是可 接受的。它们是由系统负荷的正常的微小改变引发的，而且它们是任何电 力系统的特性。

然而，当例如由于发电机、负荷和/或传输线的连接或断连带来的功率 流的新分布的原因改变了电力系统的工作点时，可能出现阻尼不足的振 荡。同样地，若干现有电力网络的互联，即使电力网络在它们互联之前没 有单独地呈现任何阻尼差的振荡，也可能引起阻尼不足的振荡。在这些情 形下，几MW的传输功率的增加可能造成在稳定振荡与不稳定振荡之间的 差别，不稳定振荡具有使得系统坍塌或导致失去同步、失去互联以及最后 不能向消费者供应电力的潜在可能。对电力系统的适当监视可以帮助网络 运营商准确地评估电力系统状态并通过采取适当的行动来避免电力系统 全部停电，所述行动诸如连接专门设计的振荡阻尼设备。

电力传输和分布系统或网络包括：高压联络线，用于连接地理上分开 的区域；中压线；和子站，用于变换电压和用于在线路之间切换连接。对 于管理网络而言，本领域已知的是利用相量测量单元(Phasor Measurement Unit，PMU)。PMU提供关于网络的、加时间印记的局部信息，尤其是电流、 电压、和负荷流。由PMU在整个网络中收集的且在中央数据处理器被处 理的多个相量测量提供了电力系统的总电状态的快照。

专利申请EP-A 1737098描述了电力系统中由灵活AC传输系统 (Flexible AC Transmission System，FACTS)装置进行的组合的电压或功率流 控制和阻尼单模电磁振荡。为此，关于电力系统的状态或工作点的信息从 适合的第二系统信号生成，并从中得出FACTS控制器的控制参数。控制 参数和第一系统信号被用于计算规定FACTS装置的设置的控制命令。根 据电力系统的状态变化，诸如传输网络的拓扑变化，通过适当地重新调节 阻尼或稳定化设备的控制参数，来避免阻尼差的或甚至不稳定的振荡。

示例性灵活交流传输系统(Flexible Alternating-Current Transmissioin System，FACTS)装置包括功率半导体组件，并且作为例子，包括静态无功 补偿器(Static-Var Compensator，SVC)、统一功率流控制器(Unified Power Flow Controller，UPFC)、晶闸管控制的串联电容器(Thyristor-Controlled Series Capacitor，TSCS)、晶闸管控制的移相变压器(thyristor controlled phase-shifting transformer，TCPST)、阻抗调制器、和串联补偿电容器。

这样的已知技术使得能够根据单个反馈信号阻尼控制所选择的单模 振荡。这被称为单输入单输出解决方案(SISO)。已经发现，在电力网络中 的机电振荡也采取多个振荡模式叠加的形式。这些多振荡模式产生与单模 振荡类似的问题，因此具有使得电力网络坍塌的潜在可能。而且，在其中 功率振荡阻尼(Power Oscillation Damping，POD)控制器被用来稳定化单个 选择的振荡模式的情况下，这可能常常具有使存在的其它振荡模式(例如 第二主导模式)不稳定的效果，随后第二主导模式比第一主导模式被阻尼 得更小。因此，可以看出，第二主导模式(和任何其他模式)受到SISO POD 控制器性能的负影响，SISO POD控制器被调节以改进对第一主导振荡模 式的阻尼。